Návrháři vyvíjející energetická zařízení věnují zvláštní pozornost snížení významnosti nebo úplnému vyloučení nepříznivých faktorů, které doprovázejí provoz těchto zařízení. Některé negativní účinky přesto nelze zcela eliminovat. Jedním z nich je hluk a hučení transformátorů.
Princip činnosti transformátoru
Transformátor je technické zařízení, které přenáší elektrickou energii ze stacionární cívky na jinou cívku stejného typu, která není elektricky připojena k první cívce. Energie se přenáší magnetickým tokem, který spojuje vinutí a neustále mění jeho směr a velikost („Základní elektrotechnika pro radioamatéry“, AD Batrakov, 1950).
Když střídavý proud protéká primární cívkou, vytváří magnetické pole. Silné silové linie tohoto pole pronikají nejen prvním, ale i druhým vinutím transformátoru. Vedení jsou bezpečně uzavřena kolem vodičů, které se stávají spíše magneticky než elektricky spojeny.
Stupeň spojení mezi dvěma cívkami je určen vzdáleností mezi nimi.
Když jsou konce sekundární cívky připojeny ke spotřebiteli elektřiny, v obvodu vzniká elektrický proud a zařízení obsažené v obvodu přijímá energii. Vzhledem k rozdílu v počtu závitů primární a sekundární cívky lze na výstupu získat jakékoli požadované napětí. To je považováno za hlavní užitečnou vlastnost jakéhokoli transformátoru.
Proč transformátor vydává hluk
Vysoce výkonné transformátory proudu jsou jedním ze zdrojů škodlivého hluku, který lze často pociťovat v průmyslovém prostředí. Hluk, který připomíná hučení, je nejčastěji způsoben silnými vibracemi aktivních prvků zařízení, které jsou zesíleny rezonančními jevy.
Proč dochází k vibracím? Ve většině případů je to kvůli jevu zvanému magnetostrikce. Tento efekt je druh deformace krystalové mřížky, která tvoří magnetický materiál. Magnetostrikce nastává během magnetizace konstrukčních prvků, během níž se zvyšuje indukce, což způsobuje posun krystalů materiálu.
Krystaly se začnou otáčet, v důsledku čehož se lineární rozměry kovu mění s vysokou periodicitou. Právě tento jev vede k vibracím a hluku.
Dalším důvodem bzučení transformátoru je projev magnetických sil. Tento efekt je zvláště výrazný na spojích prvků zařízení. Jednotlivé desky jádra transformátoru jsou těmito příčnými silami ohýbány, generují zvukovou vlnu a zvyšují magnetostrikční účinek. Transformátor začne intenzivně hučet.
Úroveň hluku transformátorů přímo závisí na jejich rozměrech a hmotnosti. Délka tyče magnetického systému, stejně jako kvalita oceli, mohou ovlivnit sílu zvuku. Vstup systému do rezonance nebo poškození závitů cívky může významně zvýšit hluk provozního transformátoru.
