Bez tytu³u-4 - Serwis Elektroniki

Praca transformatora w uk³adach zasilaczy impulsowychna wykresie, na rys.2.1 jest jednakowa? To równie¿ wynika zzasady Lenza mówi¹cej ¿e, kierunek pr¹du p³yn¹cego (wyindukowanego)w uzwojeniu wtórnym jest przeciwny, a iloœæ„amperozwojów” jest dok³adnie taka sama jak w uzwojeniupierwotnym. Dla przypomnienia - rozpatruj¹c pole rozproszonezak³adamy zwarcie uzwojenia wtórnego.Z przedstawionej teorii wnioski nasuwaj¹ siê same, jakzmniejszyæ pole rozproszone, a wiêc indukcyjnoœæ rozproszeniauzwojeñ. Mo¿na to uzyskaæ „przeplataj¹c” nawzajem fragmentyuzwojenia pierwotnego i wtórnego. Nastêpuje wówczasodejmowanie pr¹dów, niwelowanie Ÿród³a pola rozproszonegow ramach poszczególnych fragmentów uzwojeñ i przebiegindukcji magnetycznej, aczkolwiek dalej jest trójk¹tny, osi¹gaznacznie mniejsz¹ wartoœæ. Przedstawiono to pogl¹dowo narys.2.2. Tak siê oczywiœcie robi i nazywa siê to uzwojeniamitypu split lub sandwich (w t³umaczeniu bezpoœrednim - kanapkowe).Jednak „nic za darmo”, rozwi¹zanie takie jest bardzoniepraktyczne, jeœli wymagana jest odpowiedniej klasy izolacjagalwaniczna miêdzy uzwojeniami, to znaczy, jeœli tak¹izolacjê ma zapewniaæ zasilacz. Kryteria te jako, ¿e zwi¹zanez bezpieczeñstwem s¹ bardzo rygorystyczne. Stosowanie kilkuwarstw izolacji, jak równie¿ ekranów (które czêsto stosujesiê miêdzy uzwojeniami w celu ograniczenia zak³óceñ o wysokichczêstotliwoœciach wnoszonych przez transformator) wydatniezmniejsza przestrzeñ przeznaczon¹ na uzwojenia i mo¿ew zwi¹zku z tym wymagaæ zastosowania wiêkszego rdzenia.Jednym s³owem uzyskane korzyœci mog¹ byæ zupe³nie straconelub przynajmniej nie warte komplikacji. Powy¿sze spostrze-¿enia daj¹ równoczeœnie odpowiedŸ na czêsto zadawane przezserwisantów pytanie, dlaczego nawet renomowane firmy produkuj¹ceOTVC (Philips, Sony , ... ) decyduj¹ siê na „fikuœne”sposoby izolacji chassis, a sam zasilacz izolacji nie zapewnia.a)uzwojeniepierwotneuzwojeniewtórneBBB= µ 0 I X22πrRys.2.3. Rozk³ad pola magnetycznego wewn¹trz i wnajbli¿szym otoczeniu przewodu nios¹cegopr¹d sta³y lub pr¹d niskiej czêstotliwoœci.Istnieje zasadnicza ró¿nica, jeœli chodzi o istnienie pola elektrycznegoi magnetycznego w œrodowisku przewodz¹cym. Wdobrze przewodz¹cym oœrodku wektor natê¿enia pola elektrycznegojest zredukowany niemal¿e do zera. Mówi siê, ¿e obszarprzewodz¹cy jest obszarem ekwipotencjalnym. Pole magnetycznenatomiast, w obszarze o dobrej przewodnoœci ma pe³n¹ „racjêbytu”. Wartoœæ indukcji magnetycznej (gêstoœæ strumieniamagnetycznego) w przewodzie prostoliniowym o przekrojuko³owym (czyli w „normalnym drucie”) nios¹cym pr¹d sta³ylub pr¹d o niskiej czêstotliwoœci przedstawiono na rys.2.3.Wykres indukcji magnetycznej przedstawionej na tym rysunkuzosta³ wyprowadzony (wyprowadzenie w artykule pominiêto,ale nie powinno ono stanowiæ wielkiego k³opotu dladociekliwego Czytelnika) przy za³o¿eniu sta³ej gêstoœci pr¹duw ca³ym przekroju przewodu. Poniewa¿ indukowane pr¹dy wirowedeformuj¹ gêstoœæ pr¹du, wobec tego i przebieg indukcjimagnetycznej odbiega od liniowego, gdy czêstotliwoœæ jestznaczna, przedstawia to rysunek 2.4.Co to znaczy czêstotliwoœæ znaczna, wyjaœni siê na koñcubie¿¹cego punktu. Pogl¹dowo przebieg i kierunek pr¹dów wirowychprzedstawiono na rysunku 2.5.Linie sta³ego pola magnetycznego s¹ okrêgami wspó³osiowymipokrywaj¹cymi siê z geometrycznym kszta³tem przewodui s¹ do niego prostopad³e. Linie indukowanego pola elek-Xb)uzwojeniepierwotne/2|H m |uzwojeniewtórnef 2f 3uzwojeniepierwotne/2Bf1Rys.2.2. Porównanie rozk³adu pola magnetycznegorozproszonego w transformatorze z uzwojeniamipierwotnym - wtórnyma) skupionymib) dzielonymi.2.2. Zjawisko naskórkowoœciPo co powy¿sze rozwa¿ania o indukcji pola magnetycznegow obszarze, gdzie nawiniête s¹ uzwojenia?Otó¿, jeœli jest to pole zmienne, o znacznej czêstotliwoœcipowoduje ono zjawisko pr¹dów wirowych w przewodniku, awiêc w uzwojeniu. Inaczej mówi¹c, fala elektromagnetycznawnika w przewodnik, a indukowane przez ni¹ pr¹dy przeciwstawiaj¹siê temu (znów zasada Lenza).0 a rRys.2.4. Zale¿noœæ natê¿enia pola magnetycznego odczêstotliwoœci i odleg³oœci od osi przewodnika(f 1 , f 2 , f 3 ).Istrumieñ polamagnetycznegopr¹dywiroweRys.2.5. Pr¹dy wirowe w przewodniku generowane wwyniku zmiennego pola magnetycznego zrys.2.3 i 2.4.ISERWIS ELEKTRONIKI 10/2002 7