Rola rdzenia transformatora

Aktualnytransformatorrdzeń pracuje w warunkach prądu przemiennego, a straty mocy występują nie tylko w rezystancji cewki, ale także w rdzeniu namagnesowanym prądem przemiennym. Stratę mocy w żelaznym rdzeniu nazywa się zwykle „stratą żelaza”. Utrata żelaza jest spowodowana dwoma przyczynami, jednym jest „utrata histerezy”, a drugim „utrata prądu wirowego”. Strata histerezy to utrata żelaza spowodowana zjawiskiem histerezy podczas procesu magnesowania żelaznego rdzenia. Wielkość tej straty jest proporcjonalna do obszaru otoczonego pętlą histerezy materiału. Pętla histerezy stali krzemowej jest wąska, a strata histerezy rdzenia transformatora wykonanego ze stali krzemowej jest niewielka, co może znacznie zmniejszyć wytwarzanie ciepła.

Ponieważ stal krzemowa ma powyższe zalety, dlaczego nie użyć całego kawałka stali krzemowej jako żelaznego rdzenia, ale przetworzyć go na arkusze? Dzieje się tak dlatego, że rdzeń arkuszowy może zmniejszyć inny rodzaj strat żelaza – „utratę prądów wirowych”.

Kiedy transformator pracuje, w cewce występuje prąd przemienny, a strumień magnetyczny, który wytwarza, jest oczywiście zmienny. Ten zmienny strumień magnetyczny wytwarza prąd indukowany w żelaznym rdzeniu. Indukowany prąd wytwarzany w żelaznym rdzeniu krąży w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku strumienia magnetycznego, dlatego nazywa się go prądem wirowym. Straty wiroprądowe również nagrzewają rdzeń.

Aby zmniejszyć straty spowodowane prądami wirowymi, rdzeńtransformatorjest ułożony w stos z arkuszami stali krzemowej, które są odizolowane od siebie, dzięki czemu prądy wirowe przepływają przez mniejszy przekrój w długim i wąskim obwodzie, aby zwiększyć rezystancję na ścieżkach prądów wirowych; jednocześnie krzem zawarty w stali krzemowej powoduje, że zwiększona rezystywność materiału odgrywa również rolę w ograniczaniu prądów wirowych.