Strømtab i transformeren
De vigtigste egenskaber ved en transformer er primært viklingsspændingen og den effekt, som transmitteres af transformeren. Overførslen af strøm fra en vikling til en anden sker elektromagnetisk, mens noget af den strøm, der tilføres transformeren fra lysnettet, går tabt i transformeren. Den tabte del af kraften kaldes tab.
Når strøm overføres gennem en transformer, ændres spændingen over sekundærviklingerne med en ændring i belastningen på grund af spændingsfaldet over transformeren, som er bestemt af kortslutningsmodstanden. Strømtab i transformeren og kortslutningsspænding er også vigtige egenskaber. De bestemmer transformatorens effektivitet og driftsformen for det elektriske netværk.
Strømtabet i transformeren er en af hovedkarakteristikaene for økonomien i transformatordesignet. Samlede normaliserede tab består af tomgangstab (XX) og kortslutningstab (SC).Ved tomgang (ingen belastning tilsluttet), når strømmen kun løber gennem spolen tilsluttet strømkilden, og der ikke er strøm i de andre spoler, bruges den strøm, der forbruges af netværket til at skabe en magnetisk flux uden belastning, dvs. til magnetisering af et magnetisk kredsløb bestående af plader af transformerstål. I den udstrækning at vekselstrøm skifter retning, så ændres retningen af den magnetiske flux også. Det betyder, at stålet skiftevis magnetiseres og afmagnetiseres. Når strømmen skifter fra maksimum til nul, afmagnetiseres stålet, den magnetiske induktion falder, men med en vis forsinkelse, dvs. afmagnetiseringen bremses (når strømmen når nul, er induktansen ikke nulpunkt n). Retarderingen af magnetiseringsreversering er en konsekvens af ståls modstand mod reorientering af elementære magneter.
Magnetiseringskurven ved vending af strømmens retning danner den såkaldte hysteresekredsløb, som er forskellig for hver stålkvalitet og afhænger af den maksimale magnetiske induktion Wmax. Det areal, der dækkes af sløjfen, svarer til den energi, der bruges til magnetisering. Da stålet opvarmes under magnetiseringsvending, omdannes den elektriske energi, der tilføres transformeren, til varme og spredes ud i det omgivende rum, dvs. er uigenkaldeligt tabt. Dette er fysisk tab af kraft til at vende magnetiseringen.
Ud over hysteresetabene, når den magnetiske flux strømmer gennem det magnetiske kredsløb, hvirvelstrømstab… Som du ved, inducerer den magnetiske flux en elektromotorisk kraft (EMF), som skaber en strøm ikke kun i spolen placeret på kernen af det magnetiske kredsløb, men også i selve metallet. Hvirvelstrømme flyder i en lukket sløjfe (hvirvelbevægelse) på stedet for stålet i en retning vinkelret på retningen af den magnetiske flux. For at reducere hvirvelstrømme er det magnetiske kredsløb samlet af separate isolerede stålplader. I dette tilfælde, jo tyndere arket er, jo mindre er den elementære EMF, jo mindre er hvirvelstrømmen skabt af den, dvs. mindre strømtab fra hvirvelstrømme. Disse tab opvarmer også det magnetiske kredsløb. For at reducere hvirvelstrømme, tab og opvarmning, øges elektrisk modstand stål ved at indføre additiver i metallet.
For hver transformer skal materialeforbruget være optimalt For en given induktion i det magnetiske kredsløb bestemmer dens størrelse transformatorens effekt. Så de forsøger at have så meget stål som muligt i kernedelen af det magnetiske kredsløb, dvs. med den valgte ydre dimension skal fyldfaktor kz være den største. Dette opnås ved at påføre det tyndeste lag isolering mellem stålpladerne. I øjeblikket anvendes stål med en tynd varmebestandig belægning påført i stålproduktionsprocessen og gør det muligt at opnå kz = 0,950,96.
I produktionen af en transformer, på grund af forskellige teknologiske operationer med stål, forringes dens kvalitet i den færdige struktur til en vis grad, og tabene i strukturen opnås med omkring 2550 % mere end i det originale stål før dets forarbejdning (når ved at bruge oprullet stål og trykke på magnetkæden uden nitter).