ट्रांसफार्मर में कोर का मुख्य कार्य प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग को जोड़ने वाला एक चुंबकीय पथ प्रदान करना है। इसकी उच्च पारगम्यता चुंबकीय प्रवाह को अपेक्षाकृत कम चुंबकीय प्रवाह के साथ इस पथ का अनुसरण करने की अनुमति देती है। यह वाइंडिंग्स के बीच प्रभावी चुंबकीय युग्मन का समर्थन करता है। कोर की सामग्री और निर्माण भी ऊर्जा हानि को प्रभावित करते हैं, इसलिए इसकी भूमिका में चुंबकीय प्रवाह का मार्गदर्शन करना और ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न गर्मी को सीमित करना दोनों शामिल हैं।
कोर प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग्स को कैसे जोड़ता है?
जब एक वैकल्पिक वोल्टेज को प्राथमिक वाइंडिंग पर लागू किया जाता है, तो कोर में एक बदलता चुंबकीय प्रवाह विकसित होता है। यह फ्लक्स द्वितीयक वाइंडिंग को भी जोड़ता है, जिससे इसके टर्मिनलों पर वोल्टेज उत्पन्न होता है। जब कोई लोड द्वितीयक सर्किट को पूरा करता है, तो करंट प्रवाहित हो सकता है और विद्युत शक्ति उस लोड तक पहुंचाई जाती है।
कोर दोनों वाइंडिंग्स से घिरे क्षेत्रों के माध्यम से एक साझा चुंबकीय पथ प्रदान करता है। इसके अंग और योक मुख्य चुंबकीय सर्किट बनाते हैं, जिससे फ्लक्स को केंद्रित करने में मदद मिलती है जहां यह कॉइल्स को जोड़ सकता है। इस संबंध को चुंबकीय युग्मन कहा जाता है.
जैसा कि इसमें बताया गया है ट्रांसफॉर्मर ऑपरेशन के ओपनस्टैक्स के स्पष्टीकरण के अनुसार , वाइंडिंग्स द्वारा साझा किए गए बदलते फ्लक्स उनके वोल्टेज को प्रेरित करते हैं। एक आदर्श ट्रांसफार्मर में, वोल्टेज अनुपात घुमाव अनुपात के बराबर होता है। कोर प्रभावी युग्मन को सक्षम बनाता है; घुमावों की संख्या यह निर्धारित करती है कि वोल्टेज बढ़ता है या घटता है।
उदाहरण के लिए, प्राथमिक घुमावों की तुलना में दोगुने द्वितीयक घुमावों वाला एक आदर्श ट्रांसफार्मर अपने प्राथमिक वोल्टेज से दोगुना द्वितीयक वोल्टेज उत्पन्न करता है। कोर अतिरिक्त शक्ति उत्पन्न नहीं करता है. वास्तविक ट्रांसफार्मर में भी नुकसान होता है, इसलिए उनकी आउटपुट पावर उनकी इनपुट पावर से कम होती है।
वाइंडिंग्स कोर से विद्युतरोधी रहती हैं। इसलिए अलग-अलग वाइंडिंग्स के बीच ऊर्जा हस्तांतरण धातु के माध्यम से प्रवाहकीय कनेक्शन के बजाय विद्युत चुम्बकीय प्रेरण पर निर्भर करता है। कुछ फ्लक्स अभी भी दोनों वाइंडिंग्स को जोड़ने में विफल रहते हैं; इसे लीकेज फ्लक्स कहा जाता है और वाइंडिंग व्यवस्था भी इसे प्रभावित करती है।
कम-अनिच्छा चुंबकीय पथ क्यों महत्वपूर्ण है?
चुंबकीय अनिच्छा यह बताती है कि चुंबकीय पथ चुंबकीय प्रवाह की स्थापना का कितनी दृढ़ता से विरोध करता है। एक कम-अनिच्छा पथ कम चुंबकीय प्रयास के साथ आवश्यक प्रवाह को विकसित करने की अनुमति देता है। यह एक चुंबकीय गुण है, जो किसी तार में विद्युत धारा का विरोध करने वाले विद्युत प्रतिरोध से भिन्न है।
विद्युत स्टील जैसी कोर सामग्रियों में हवा की तुलना में बहुत अधिक चुंबकीय पारगम्यता होती है। पारगम्यता बताती है कि कोई सामग्री चुंबकीय क्षेत्र पर कितनी तत्परता से प्रतिक्रिया करती है। इसलिए उपयुक्त कोर का उपयोग हवा के माध्यम से समतुल्य पथ की तुलना में चुंबकीय अनिच्छा को कम करता है।
व्यावहारिक लाभ कम चुंबकीय धारा है : वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह को स्थापित करने के लिए आवश्यक प्राथमिक धारा का घटक। इस करंट की आवश्यकता तब भी होती है जब सेकेंडरी सर्किट खुला होता है और कोई बिजली लोड तक नहीं पहुंचती है।
एक निश्चित साइनसॉइडल वोल्टेज और आवृत्ति पर आपूर्ति किए गए ट्रांसफार्मर के लिए, प्राथमिक घुमावों की एक निश्चित संख्या के साथ, आवश्यक प्रवाह लगभग उन स्थितियों द्वारा निर्धारित होता है। उच्च पारगम्यता मुख्य रूप से उस प्रवाह को स्थापित करने के लिए आवश्यक चुंबकीय धारा को कम कर देती है। यह स्वचालित रूप से द्वितीयक वोल्टेज नहीं बढ़ाता है।
कोर ज्यामिति और जोड़ भी मायने रखते हैं। अनपेक्षित अंतराल चुंबकीय अनिच्छा को बढ़ाते हैं और चुंबकीय धारा को बढ़ा सकते हैं। इसलिए भौतिक गुणों और एक अच्छी तरह से इकट्ठे चुंबकीय पथ को एक साथ काम करना चाहिए।
एक वास्तविक कोर बार-बार चुम्बकत्व के दौरान ऊष्मा के रूप में कुछ ऊर्जा का उपभोग करता है। दो प्रमुख तंत्र हिस्टैरिसीस हानि और एड़ी-वर्तमान हानि हैं । उनके अंतर को समझने से पता चलता है कि ट्रांसफार्मर कोर चयनित चुंबकीय सामग्री और विशिष्ट निर्माण विधियों का उपयोग क्यों करते हैं।
हिस्टैरिसीस हानि तब होती है जब सामग्री का चुंबकीयकरण बार-बार वैकल्पिक प्रवाह के साथ उलट जाता है। एक संकीर्ण हिस्टैरिसीस लूप के साथ चुंबकीय रूप से नरम सामग्री प्रत्येक चक्र के दौरान नष्ट होने वाली ऊर्जा को कम करती है। सामग्री प्रसंस्करण भी इस व्यवहार को प्रभावित करता है।
एड़ी-धारा हानि इसलिए होती है क्योंकि बदलते फ्लक्स के कारण प्रवाहकीय कोर के अंदर परिसंचारी विद्युत धाराएं उत्पन्न हो जाती हैं। ये धाराएँ ऊष्मा उत्पन्न करती हैं। पतले स्टील लेमिनेशन, एक दूसरे से विद्युतरोधी, उनके पथ को प्रतिबंधित करते हैं और ठोस स्टील ब्लॉक की तुलना में संबंधित नुकसान को कम करते हैं।
बिजली और वितरण ट्रांसफार्मर में, सीआरजीओ कोर और अनाकार कोर विभिन्न हानि विशेषताएँ प्रदान करते हैं। उनके प्रदर्शन का मूल्यांकन इच्छित आवृत्ति और चुंबकीय प्रवाह घनत्व पर किया जाना चाहिए।
लेमिनेशन मुख्य रूप से एड़ी धाराओं को संबोधित करता है ; इसे हिस्टैरिसीस हानि के लिए मुख्य उपाय के रूप में वर्णित नहीं किया जाना चाहिए। कम कोर हानि से बर्बाद ऊर्जा और गर्मी कम हो जाती है जिसे शीतलन प्रणाली को निकालना होगा।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
क्या कोई लोड कनेक्ट न होने पर कोर बिजली की खपत करता है?
हाँ। एक ऊर्जावान ट्रांसफार्मर में तब भी वैकल्पिक कोर फ्लक्स होता है जब उसका सेकेंडरी खुला होता है। इसलिए हिस्टैरिसीस और एड़ी धाराएं नुकसान पैदा करती रहती हैं, जिससे इसकी नो-लोड बिजली खपत में योगदान होता है।
क्या कोर हानियाँ तांबे की हानि के समान हैं?
नहीं, चुंबकीय सामग्री में कोर हानि होती है। तांबे की हानि वाइंडिंग में प्रतिरोधक ताप के कारण होती है और प्रतिरोध स्थिर होने पर वाइंडिंग धारा के वर्ग के साथ बढ़ती है।
क्या उच्च पारगम्यता का मतलब हमेशा उच्च दक्षता होता है?
नहीं, उच्च पारगम्यता चुंबकीय धारा को कम कर सकती है, लेकिन दक्षता कोर हानियों, वाइंडिंग प्रतिरोध और परिचालन स्थितियों पर भी निर्भर करती है। अकेले पारगम्यता कुल ट्रांसफार्मर दक्षता स्थापित नहीं कर सकती।
एक प्रभावी ट्रांसफार्मर कोर नियंत्रित नुकसान के साथ एक उपयुक्त चुंबकीय पथ को जोड़ता है। कुशल संचालन के लिए दोनों आवश्यक हैं।
