Kunagi oli eelmise sajandi alguses Ameerika Ühendriikides populaarne reklaam teemal "vaikiv teenija". Küsimus puudutas elektrit, õigemini selle võimet vaikselt erinevaid töid teha. General Electric Company püüdis sel viisil juhtida tarbijate tähelepanu kodumasinatele. Aga kui me puudutame elektri puhtfüüsilist protsessi, siis selgub, et see polegi nii "vaikne". Näiteks on tuntud trafoseade, mis on võimeline tekitama üsna valju suminat. Miks siis trafo sumiseb?
Kuidas trafo töötab
Selle mõistmiseks ei tee paha meeles pidada kooli füüsikatundi, kus kirjeldatakse trafo põhimõtet. Trafo töötab elektromagnetilise induktsiooni seaduse alusel. See sisaldab erineva läbimõõduga ja erineva keerdude arvuga traadiga mähitud pooli. Need mähised esindavad trafo primaar- ja sekundaarmähiseid. Mähiste vahel on ühendus. See viiakse läbi spetsiaalsest ferromagnetilisest terasest valmistatud rõnga abil. Rõngast nimetatakse südamikuks ja see asub mähiste sees. Disain isesüdamik on kokku pandud õhukestest plaatidest.
Kui primaarmähisele rakendatakse vahelduvvool, tekitab see südamikus magnetvälja. See väli muutub ka vastav alt selle tekitanud voolu muutumise seadusele. Väli omakorda indutseerib sekundaarmähises induktsiooni-EMF – muundatud elektrivoolu.
Südamikmaterjal on jagatud paljudeks mikroosadeks. Igas sellises sektsioonis ilma sisendpingeta on oma magnetväli, mis on sageli suunatud üksteise vastas. Kuid pinge all hakkavad kõik voolud ühes suunas kihutama, luues võimsa magneti. Selle kõigega kaasneb tuuma enda füüsiliste mõõtmete muutumine. Nüüd võite arvata, miks trafo sumiseb.
Magnetostriktsiooniefekt
Kuna väli on muutuv, hakkavad südamikuplaadid sellega koos kahanema ja venima. Seda protsessi nimetatakse magnetostriktsiooniks. Selliseid liigutusi tehakse kõrge sagedusega 100 Hz, voolusagedusel 50 Hz kiirgub kosmosesse vibratsioon, millel on kuuldav ulatus ja mis on inimese kõrvaga eristatav. Lisaks standardsagedusele sisaldab vahelduvvool kõrgema sagedusega harmoonilisi. Neid on rohkem, mida rohkem trafot koormatakse ja see on omakorda teravam ja kuuldavam vibratsioon. Sellepärast trafo sumiseb.
Muud trafo müra põhjused
Aga mitte kõik trafo "jutulisuse" põhjused ei peitu magnetostriktsioonis. Miks koormatud trafo sumiseb? Müra:
- Trafo mähised. See on tingitud asjaolust, et magnetvoog püüab mähiseid südamiku suhtes nihutada. Heli võimendub halvasti keritud mähise korral, kui pöörded ei sobi hästi kokku.
- Südamikplaadid. Miks? Trafo sumiseb väga sageli, kui need sobivad halvasti ja lamedate pindade vahel on tühimikud. Siis kostab lisaks pigistamisele metalli helisemisest ka müra.
- Vasktraadi isolatsiooni defekt või kahjustus. See võib juhtuda mähise paksuses, kus on kõrge temperatuur. Sel juhul võib mähiste vahele hüpata säde, millega kaasneb klõps. Mida võimsam on tühjendus, seda iseloomulikum ja valjem on heli.
- Miks kõik lahtised osad trafos? Trafo koliseb töötamise ajal.
Selleks trafode puuduseks on välja töötatud müravabad trafod. Nende vooluahel on konstrueeritud nii, et voolu sagedus muundatakse (suureneb) tasemele, mille puhul vibratsiooni helivahemikus ei tajuta. See on 10 kHz ja rohkem. Vaiksed trafod on oma mõõtmetelt ja kaalult palju väiksemad kui tavalised.
Järeldus
Et mitte küsida end alt küsimust, miks trafo sumiseb, tuleb kõik võimsad mudelid võtta kvaliteetsetelt mainekatelt tootjatelt. Madala võimsusega need ei ole täitmise täpsuse suhtes nii nõudlikud. Aga kui veel saadav altrafo teeb töö ajal müra, võite proovida selle kõrvaldada, pingutades plaate kruvidega. Lihts alt proovige mitte üle pingutada ja mitte lõhustada südamiku metalli. Kui polte pole, kasutage lakki või liimi, mis valatakse südamikusse. Mähise kõrisemise saab kõrvaldada ainult neid tagasi kerides.
