Почему гудит нагруженный трансформатор и как устранить это явление

Работа однофазного трансформатора под нагрузкою

При холостой работе трансформатора магнитный поток создается током первичной обмотки или, вернее, магнитодвижущей силой первичной обмотки. Так как магнитная цепь трансформатора выполняется из железа и потому имеет небольшое магнитное сопротивление, а число витков первичной обмотки берется обычно большим, то ток холостой работы трансформатора невелик, он составляет 5-10% нормального.

Если замкнуть вторичную обмотку на какое-либо сопротивление, то с появлением тока во вторичной обмотке появится и магнитодвижущая сила этой обмотки.

Согласно закону Ленца магнитодвижущая сила вторичной обмотки действует против магнитодвижущей силы первичной обмотки

Казалось бы, что магнитный поток в этом случае должен уменьшаться, но если к первичной обмотке подведено постоянное по величине напряжение, то уменьшения магнитного потока почти не произойдет.

В самом деле, электродвижущая сила, индуктируемая в первичной обмотке, при нагрузке трансформатора почти равна приложенному напряжению. Эта электродвижущая сила пропорциональна магнитному потоку. Следовательно, если первичное напряжение постоянно по величине, то и электродвижущая сила при нагрузке должна остаться почти той же, какой она была при холостой работе трансформатора. Это обстоятельство имеет следствием почти полное постоянство магнитного потока при любой нагрузке.

Работа однофазного трансформатора под нагрузкоюИтак, при постоянном по величине первичном напряжении магнитный поток трансформатора почти не меняется с изменением нагрузки и может быть принят равным магнитному потоку при холостой работе.

Магнитный поток трансформатора может сохранить свою величину при нагрузке лишь потому, что с появлением тока во вторичной обмотке увеличивается и ток в первичной обмотке и при том настолько, что разность магнитодвижущих сил или ампервитков первичной и вторичной обмоток остается почти равной магнитодвижущей силе или ампервиткам при холостой работе. Таким образом появление во вторичной обмотке размагничивающей магнитодвижущей силы или ампервитков сопровождается автоматическим увеличением магнитодвижущей силы первичной обмотки.

Так как для создания магнитного потока трансформатора требуется, как было указано выше, небольшая магнитодвижущая сила, то можно сказать, что увеличение вторичной магнитодвижущей силы сопровождается почти таким же по величине увеличением первичной магнитодвижущей силы.

Следовательно, можно написать: I2w2 = I1w1

Из этого равенства получается вторая основная характеристика трансформатора, а именно, отношение: I1/I2 = w2/w1 = 1/kт, где kт — коэффициент трансформации.

Таким образом, отношение токов первичной и вторичной обмоток трансформатора равно единице, деленной на его коэффициент трансформации.

Итак, основные характеристики трансформатора заключаются в отношениях Е1/Е2 = w1/w2 = kт и I1/I2 = w2/w1 = 1/kт

Если перемножить левые части отношений между собой и правые части между собой, то получим I1E1/I2E2 = 1 и I1E1 = I2E2

Последнее равенство дает третью характеристику трансформатора, которую можно выразить словами так: отдаваемая вторичной обмоткой трансформатора мощность в вольт-амперах, почти равна мощности, подводимой к первичной обмотке также в вольт-амперах.

Если пренебречь потерями энергии в меди обмоток и в железе сердечника трансформатора, то можно сказать, что вся мощность, подводимая к первичной обмотке трансформатора от источника энергии, передается вторичной обмотке его, причем передатчиком служит магнитный поток.

Трансформатор, устройство, которое передает электрическую энергию от одной части схемы к другой за счет магнитной индукции и, как правило, с изменением величины напряжения. Трансформаторы работают только с переменным электрическим током (AC).

Трансформаторы имеют важное значение в распределении электроэнергии. Они повышают напряжение, вырабатываемое на электростанциях до высоких значений с целью эффективной передачи электроэнергии

Другие трансформаторы понижают это напряжение в местах потребления.

Многие бытовые приборы оборудованы трансформаторами, для того чтобы по мере необходимости повысить или понизить напряжение поступающее из домашней электросети. Например, для работы телевизора и аудиоусилителя необходимо повышение напряжения, а для работы дверного звонка или термостата низкое напряжение.

Почему гудит трансформатор: причины и возможности устранения шума

Когда-то в начале прошлого века в США была популярной реклама на тему «молчаливого слуги». Вопрос касался электричества, а, точнее, его способности бесшумно выполнять различную работу.

Компания General Electric стремилась таким образом привлечь внимание потребителей к бытовой технике. Но если коснуться чисто физического процесса работы электричества, то, оказывается, оно не такое уж «молчаливое». Примером может служить всем известный прибор трансформатор, который способен издавать довольно громкий гул

Так почему гудит трансформатор?

Примером может служить всем известный прибор трансформатор, который способен издавать довольно громкий гул. Так почему гудит трансформатор?

Как работает трансформатор

Чтобы разобраться в этом, не мешает вспомнить школьный урок физики, где описан принцип работы трансформатора. Трансформатор работает на основе закона электромагнитной индукции. Он включает в себя катушки, намотанные проводом разного диаметра и с различным количеством витков.

Эти катушки представляют первичную и вторичную обмотки трансформатора. Между обмотками есть связь. Она осуществляется посредством своеобразного кольца из специальной ферромагнитной стали. Кольцо получило название сердечника и расположено внутри обмоток.

Сама конструкция сердечника собрана из тонких пластин.

Когда на первичную обмотку подают переменный ток, то он создает магнитное поле в сердечнике. Это поле тоже меняется по закону изменения породившего его тока. В свою очередь, поле наводит ЭДС индукции во вторичной обмотке – преобразованный электрический ток.

Материал сердечника разбит на множество микроучастков. В каждом таком участке без наличия входного напряжения присутствует свое магнитное поле, направленное часто противоположно друг к другу.

Однако под напряжением все потоки начинают устремляться в одном направлении, создавая мощный магнит. Все это сопровождается изменением физических размеров самого сердечника.

Можно догадаться теперь, почему гудит трансформатор.

Эффект магнитострикции

Так как поле переменное, то и пластины сердечника начинают сжиматься и вытягиваться в такт с ним. Этот процесс получил название магнитострикции.

Производятся такие движения с большой частотой в 100 Гц, при частоте тока в 50 Гц, в пространство исходит вибрация, которая имеет звуковой диапазон и различима человеческим ухом. Кроме стандартной частоты, в составе переменного тока имеются более высокочастотные гармоники.

Их больше, чем больше нагружен трансформатор, а это в свою очередь более резкая и слышимая вибрация. Вот почему гудит трансформатор.

Другие причины шума в трансформаторе

Но не все причины «разговорчивости» трансформатора сокрыты в магнитострикции. Почему нагруженный трансформатор гудит? Выделяют шум:

• Обмоток трансформатора. Это обусловлено тем, что поток магнитный пытается сместить обмотки относительно сердечника. Звук усиливается в случае некачественно намотанной катушки, если витки плохо прилегают друг к другу.
• Пластин сердечника. Почему? Трансформатор очень часто гудит, когда они плохо подогнаны и имеют зазоры между плоскими поверхностями. Тогда, кроме сжимания, слышен шум от звона металла.

• Дефект либо повреждение изоляции медного провода. Такое может случиться в толще обмотки, где имеют место повышенные температуры. В этом случае между обмотками может проскакивать искра, сопровождаемая щелчком. Чем разряд мощнее, тем звук характерней и громче.
• Всех плохо закрепленных деталей в трансформаторе почему? Трансформатор гудит при работе, так как они дребезжат.

Для того чтобы избежать этого недостатка в трансформаторах, были разработаны трансформаторы бесшумного типа. Их схема построена таким образом, что происходит преобразование частоты тока (повышение) до уровня, при котором вибрация не воспринимается в звуковом диапазоне. Это 10 КГц и выше. Бесшумные трансформаторы по своим габаритам и массе гораздо меньше обычных.

Заключение

Чтобы не задавать себе вопрос о том, почему гудит трансформатор, все мощные модели нужно брать качественные, зарекомендовавших себя производителей. Маломощные не так требовательны к точности исполнения.

Но если все же имеющийся трансформатор при работе издает шум, можно попробовать устранить его стягиванием пластин при помощи винтов. Только постараться не переусердствовать и не расслоить металл сердечника.

Если болты отсутствуют, используют лак или клей, которым заливают сердечник. Устранить дребезжание обмоток можно только с помощью их перемотки.

как усилить гул в трансформаторе на холостом ходу?

Жужжит автомат

Заканчиваю квартиру, финал. Установил выключатели освещения. Диммеры – Леграндовские Slim (те что на дно коробки ставятся и управляются кнопкой от звонка). Контролируют гирлянду из 12В лампочек, на каждую лампу свой транс (Dimmable, с этим все OK). После сборки обнаружился неприятный эффект – в квартирном щитке при работе ламп зудят автоматы Siemens. Зудят оба автомата на обоих комнатах (что я думаю исключает неисправность АВ). Стоит выключить лампы и включить обычную люстру (в той же комнате, от той же цепи питается) – зуд прекращается. Я думаю что это зудит ЭМР от импульсных помех, создаваемых диммером. А кто знает, противоядие против жужелицы есть?

Оно продается в магазинах? Где, почем? Или же самому намотать старые добрые 10 витков на ферритовом колечке?

Вполне, можно снять из сгоревшего диммера ( если такой дросеель там установлен )

Ещё иногда бывает – они гудят просто от нагрузки, скажем, утюга. Но, по-моему, это не Ваш случай.

Автомат на замену без вопросов

Неважно какого производителя. Скорее всего конечно это идет помеха от диммера, но автомат жужжать не должен

Именно автомат во всей этой цепи соответствует своему назначению – содержит токовую катушку и готов к защите линии. А то, что через него пропускают ток не той частоты, для которой он предназначен, так это не его вина.

В автомате есть соленоид, который выключает его при определенном токе. Вот этот соленоид и жужжит. Признак низкого качества изготовления. Большинство китайских получше будет.

А вы не пробовали тему с самого начала почитать?

Жужжит при опрежеленной мощности, при другой дребезжащая деталь залипает в одном из крайних положений. У меня есть такой автомат (за 2 у.е.)

И вы можете поручиться, что купив два автомата у обоих может быть один и тот же дефект?

Вы сами можете проверить эту вероятность, купив ещё один автомат.

Это не дефект, так было задумано. Большие допуски размеров для снижения себестоимости.

А как объяснить, что леграндовское УЗО гудит 50Гц при включении штук 10ти энергосберегаек? При этом включено конвекторов киловатт на 6. УЗО на 63А. Не Диф.

Тоже встречалось – уберешь диммер (электронный), не гудит, поставишь – гудит.

Через регулятор и паяльник гудит.

На самом деле жужжит от того, что форма тока очень сильно отличается от синусоиды. И при этом имеет ярко выраженные пики. Любой автомат, выбранный на номинальный ток с исправным (не заклинившим) электромагнитным расцепителем будет издавать такие звуки. Видно, в диммерах нет дросселей. Из первого поста ясно, что автоматы заслуживают доверия (этому производителю). А вот в “Легранд” я до сих пор поверить не могу. ИМХО, конечно. Копался как-то в “светорегуляторе” – он же диммер- советского ещё производства. Так вот дроссель там присутствовал. Сантиметров 5 ферритового стержня 10мм, обмотан в один слой проводом 0.8.

Тем и объясняется. Потребление тока в “энергосберегйках” начинается ближе к верхней точке синусоиды. Соответственно, дикая форма тока и вызывает гул. Даже кольцевой сердечник трансформатора в УЗО способен гудеть от гармоник. УЗО с усилителями – не УЗО, кстати.

Блин, я забыл взять с собой колечки.

Почему гудит трансформатор

Почему гудит трансформатор? Ответ на этот, казалось бы, простой вопрос дается еще в школе на уроках физики, когда объясняется такое явление как магнитострикция. В этой статье мы освежим эти знания и разберемся, что означает, когда внезапно стал гудеть нагруженный трансформатор в бытовом приборе. Итак, приступим.

Что такое Магнитострикция

Для лучшего понимания этого явления давайте вспомним принцип работы трансформатора.

На выше размещенном изображении показан простейший трансформатор, состоящий из первичной обмотки «А», вторичной обмотки «Б» и магнитопровода (сердечника) «С», который собран из наборных металлических пластин либо материала с ферримагнитными свойствами.

Переменное напряжение, проходящее через обмотку «А», создает магнитный поток «Ф», который формируется в сердечнике. В результате этого магнитный поток индуцирует электрический ток во вторичной катушке «В» с подключенной нагрузкой. При этом такой параметр как частота остается постоянной, а вот величина напряжения имеет прямую зависимость от соотношения числа витков первичной и вторичной обмоток.

Магнитострикция – это физический эффект, который приводит к изменению размеров и объема тела, через которое проходит магнитный поток. При этом значительным изменениям подвержены материалы с сильными магнитными свойствами, как раз из которых и изготавливаются сердечники трансформаторов.

На ниже представленном рисунке продемонстрирована периодичность проходящих сжатий-растяжений сердечника за один цикл изменения магнитного потока.

Как раз эти линейные колебания и создают в окружающем воздушном пространстве звуковую волну определенной частоты. А это значит, если сердечник подвергается одному сжатию и одному растяжению за один цикл, то при частоте в 50 Гц сформируются звуковые волны с частотой в 100 Герц. Вот именно этот звук и слышен при работе трансформатора.

Тут вспоминается старый анекдот про профессора и ученика: Профессор – Как работает трансформатор? Ученик – вот так: УуууУууууУуу.

От чего зависит уровень шума

Итак, теперь давайте узнаем, от каких факторов зависит уровень шума.

1. Первое — это размеры устройства. Вспомните про большие силовые трансформаторы на подстанциях. Характерный гул во время их работы это вполне нормальное явление

2. Нагрузка. Так перегруженный трансформатор будет гудеть гораздо сильнее, чем работающий в номинале.

3. Структура и физические параметры материала, из которого собран сердечник.

Учитывая все вышеописанное можно с уверенностью сказать, что импульсные трансформаторы работают «бесшумно» по причине того, что генерируемый ими звук расположен за границей восприятия человеческим ухом. И появление этого гула указывает на явные неисправности изделия.

Причины шума силового трансформатора

Трансформатор исправно работал и ни с того ни с сего начал гудеть или свистеть. Скорее всего, разошлись пластины, из которых собран сердечник. В этом случае требуется точная подгонка всех пластин, чтобы полностью ликвидировать образовавшиеся зазоры между ними.

В случае если у вас трансформатор броневого типа, то можно обойтись малой кровью и просто стянуть пластины металлическим хомутом.

Если кроме шума еще пошел сильный нагрев трансформатора, то это может указывать на межвитковое замыкание.

Если у вас есть только мультиметр, то проверить есть у трансформатора межвитковое КЗ будет крайне затруднительно. Как ни странно в этом вам может помочь обычный визуальный осмотр. Короткое замыкание вызывает довольно сильный нагрев и осматривая трансформатор, вы можете найти: потемнение изоляции, следы прогара, сильный запах горелой изоляции, потеки.

Все это указывает на то, что изделие явно неисправно.

Внешний осмотр ничего не дал, а проверить все-таки нужно и под рукой только мультиметр, тогда находим паспортные данные на трансформатор и производим проверку мультиметром, на котором выставлен режим мегаомметра.

Если отклонения от заявленных характеристик достигает 50 %, то это межвитковое КЗ. Если же отклонение незначительно, то трансформатор исправен.

Как избавиться от вредного звука

Прежде чем избавляться от шума, необходимо выяснить причину его возникновения. Вполне возможно это плохо экранирован усилитель или кабель. Проверить это очень легко, достаточно взять рукой кабель. Если шум усилился, нужно просто замотать кабель фольгой, а лучше приобрести экранированный.

Если причина шума — усилитель, тогда придётся вскрывать колонки и экранировать их. Возможно компьютер не заземлён и напряжение, которое имеется на его корпусе проходит сквозь корпус аудиосистемы и вызывает помехи. Если компьютер заземлить, то шум может исчезнуть.

Если ничего из перечисленного не помогает, то выход может быть только один — замена колонок на новые.

И, самое главное, не следует путать шум с фоном. Фонят совершенно любые динамики. Единственно отличие в том, что дорогие колонки начинают фонить, когда уровень громкости стоит практически на максимальной отметке. Бюджетные китайские колонки начинают уже фонить, когда громкость не доходит даже до половины возможного, а зачастую и еще меньше. Таким образом не будем отождествлять фон с шумом.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Причины отключения дифавтоматов

Дифавтомат предназначен для обесточивания сети по тем же причинам, что и обыкновенный в тех случаях, когда произошло короткое замыкание или проводка сильно перегревается. Но так как в его конструкции, помимо расцепителей, присутствует еще и УЗО, то дифавтомат срабатывает также и на ток утечки, потому выявить причины его сработки — дело не такое уж и простое.

Сначала нужно осмотреть размыкатель, при необходимости подтянуть клеммы. Далее проверяется состояние проводки в распредщитке. Касание фазной жилой находящегося под заземлением стального корпуса щитка может служить причиной сработки дифавтоматом, хотя к замыканию привести не может.

При возникновении короткого замыкания дифференциального автомата может возникнуть сильное искрение

Если в щитке не обнаружено каких-либо неисправностей, делаем вывод о том, что в электрической цепи имеется утечка тока. Причинами утечки могут быть:

• неисправность самого прибора;
• замыкание между собой нулевой фазы и жилы защитного заземления;
• сильная грозовая активность, приводящая к выбиванию дифавтомата;
• изношенность изоляции электропроводки, при которой утечка тока происходит сквозь микротрещины даже без перегревания кабеля;
• западание тестовой кнопки;
• неверная установка устройства с нарушением схемы подключения.

Дифавтомат необходимо периодически проверять нажимом кнопки «Тест» при неподключенной нагрузке.

Работоспособный аппарат должен при этом отключиться. Если дифавтомат продолжает функционировать, то это свидетельствует о неисправности защиты. В таком случае прибор подлежит замене.

Силовой трансформатор

Среди всех разновидностей трансформаторов одним из самых востребованных является силовой тип. Если такой агрегат гудел раньше тихо, но потом шум усилился, это может свидетельствовать о нарушениях структуры сердечника. Его пластины со временем могут разойтись. Потребуется устранить зазоры, создать хорошую стяжку. Проще всего такой ремонт производится для прибора броневого типа. Для этого применяется обычный сантехнический хомут, который затягивается по периметру магнитопривода.

Возможно, трансформатор не только стал сильно шуметь, но и нагреваться. Это говорит о повышенной токовой нагрузке. Причиной такому явлению может стать межвитковое замыкание, неисправности в цепи потребителя.

Также рекомендуем ознакомиться: как проводят ремонт силовых трансформаторов?

Диагностика

Чтобы отремонтировать оборудование, потребуется произвести его диагностику. Сначала исключается возможность межвиткового замыкания. Мультиметром такую неисправность определить затруднительно. В этом случае потребуется произвести поверхностный осмотр. Если визуально определяются подтеки, почернение, сгоревшая изоляция, можно сказать, что причина гудения установлена.

Если поверхностный осмотр не выявил отклонений, потребуется произвести более глубокую диагностику. При наличии только мультиметра можно воспользоваться одним из двух возможных подходов:

1. Тестер переводится в положение мегомметра. Определив тип устройства, следует сравнить результаты замера с номинальным значением (представлено в соответствующем справочнике). Если отклонение составляет более 50%, в трансформаторе появилось межвитковое замыкание.
2. Измеряют аналогичный рабочий прибор. При этом исследуется сопротивление обмоток. Если их расхождение составляет 20%, причина заключается в замыкании между витками.

Если диагностика проводится для понижающего трансформатора, можно включить его в сеть и проверить напряжение на кабеле вторичной обмотки. Если появится дым, потрескивание, систему сразу же обесточивают. Неисправна первичная обмотка.

Перемотка

Если пользователь силового прибора сделал перемотку самостоятельно, существует большая вероятность появления гула. Причин тому может быть несколько:

• Магнитопровод собран или подогнан неправильно. Часто неприятность возникает при перемотке Ш-подобного сердечника.
• Катушка не закреплена хорошо.
• Обмотка намотана неплотно. Пропитать ее можно парафином.
• Расчет витков произведен неправильно. В этом случае определяется не только шум, но и нагрев. Расчет потребуется произвести снова, устранить допущенные ошибки.

Интересное видео: Перемотка трансформатора своими руками

Чтобы выполнить перемотку правильно, рекомендуется обратиться к профессионалам. Если же пользователь желает научиться выполнять такое действие самостоятельно, необходимо рассмотреть тонкости этого процесса.

Перемотка Ш-подобного сердечника

Гул после перемотки определяется именно в Ш-подобном типе магнитопровода. В процессе проведения операции необходимо максимально уменьшить потери вихревых токов. С одной стороны каждая пластина изолируется лаком. После проведения перемотки каждую деталь поочередно устанавливают на сердечник.

Когда половина работы будет проделана, необходимо вставить две пластины с одной стороны сердечника. Их не нужно задвигать до конца. Далее продолжается сборка. Когда магнитопровод будет собран приблизительно на 2/3, в оставшиеся части необходимо поставить еще Ш-подобные пластины. Оставшиеся элементы нужно установить между двух выдвинутых в центре частей

Их осторожно забивают киянкой. Пластины не должны гнуться

В завершении сборки потребуется вставить торцевые элементы конструкции.

Факторы, влияющие на уровень гула

Звук гудения возникает, если функционирование агрегата производится в определённых режимах. За один цикл работы трансформатора растяжение и сжатие сердечника происходит дважды. Если частота электросети стандартна при переменном токе (50 Гц), прибор начинает гудеть.

Также читайте: Знаки и плакаты электробезопасности используемые в электроустановках

Частота звука в два раза превышает этот показатель для электрического тока.

Сила гудения трансформатора определяется следующими факторами:

1. Степенью загруженности;
2. Габаритными размерами составных элементов;
3. Физическими характеристиками, материалом, использованным для изготовления магнитопровода.

Гул может происходить в связи со следующими особенностями конструкции трансформатора:

• воздействие магнитного потока стремится сдвинуть обмотки устройства относительно магнитопровода. Если катушка намотана недостаточно плотно, возникает вибрация вследствие неплотного прилегания витков с соответствующим гудением(чёрная стрелка показывает катушку);
• при плохой подгонке пластин сердечника между ними возникают зазоры. В ходе работы вибрация пластин сопровождается характерным металлическим звоном, переходящим в гудение(красная стрелка показывает пластины сердечника);
• при дефектах или повреждениях медных проводов обмоток катушка может искрить, с хлопками при каждой искре. Для мощных разрядов характерен более интенсивный звук;
• в приборе недостаточно закреплены отдельные детали, в связи с чем возникает вибрация и шум.

Проверка трансформатора и устранение неисправностей

Диагностика поможет выявить причину проблемы и устранить неисправность. Межвитковое замыкание определяется путём внешнего осмотра. Если наблюдаются повреждения изоляционного слоя, тёмные следы на обмотке, это говорит об указанной проблеме.

В этом случае устройство нуждается в перемотке катушек.

Если внешний осмотр не дал результатов, потребуется более глубокое исследование.

Если имеется мультиметр, можно выполнить следующие операции:

• в режиме мегомметра выполняются замеры сопротивления изоляции и сравниваются с нормативными, приведёнными в справочной литературе. Если фактическое значение превышает номинальное более 50 процентов, это говорит о наличии межвиткового замыкания;
• проводится аналогичное измерение для технически исправного прибора. О неисправности предупреждает величина расхождения более 20 процентов.

Также читайте: Какое влияние трансформаторная будка может оказывать на человека

При изучении понижающего прибора можно замерить значение напряжения для выходной обмотки, подключив устройство к сети. Если при включении появляется дым или треск, прибор следует немедленно выключить – это говорит о выходе из строя первичной катушки.

Нередко гудеть начинает самостоятельно перемотанный трансформатор. Это происходит по следующим причинам:

• неправильно собран или неплотно подогнан сердечник – его следует плотно скомпоновать, проверить плотность соединения пластин;
• недостаточно закреплена обмотка – катушку необходимо укрепить;
• зазоры между витками обмотки – катушка пропитывается парафином, заполняющим просветы;
• неверно рассчитано количество витков – перемотку придётся выполнять повторно.

Чтобы после ремонта трансформатор работал правильно, работу должен выполнять профессионал. При отсутствии соответствующих знаний, навыков и опыта не следует вмешиваться в устройство прибора.

Если при работе трансформатора появился сильный гул, необходимо провести диагностику. В противном случае дальнейшее использование устройства грозит выходом из строя, с опасностью безопасной эксплуатации остального оборудования.

Гудят светодиодные лампы

Гудят светодиодные лампы

Природа характерного звука, издаваемого трансформатором при работе, объясняется в школьном курсе физики (явление именуется магнитострикцией).

Но влияние этого физического процесса на устройства, работающие в бытовых приборах ничтожно мало, поэтому причины гудения в большинстве случаев указывают на нештатную работу. Попробуем разобраться, почему гудит трансформатор в люстре, блоке питания или в усилителе, и как устранить это явление. Начнем с азов.

Природа магнитострикции.

Для объяснения этого явления кратко напомним о принципе работы электромагнитных приборов, преобразовывающих переменное напряжение, то есть трансформаторов. Его упрощенное изображение показано на рисунке 1.

Представленное на рисунке устройство состоит из первичной обмотки «А», вторичной -«В» и проходящего через них сердечника — «С», выполненного из тонких наборных железных пластин или другого материала с ферримагнитными свойствами.

Прохождение переменного напряжения через обмотку «А», приводит к образованию переменного магнитного поля «D» в сердечнике, способствующего появлению электрического тока в катушке «В». При этом частота тока остается неизменной, а величина напряжения зависит от соотношения количества витков между катушками.

Теперь напомним, что представляет собой магнитострикция. Это физический эффект приводящий к изменению линейных размеров и объема тела, через которое проходит магнитный поток. Наибольшим изменениям подвергаются сильномагнитные материалы, именно из них, в большинстве случаев, изготавливают сердечники трансформаторов. На рисунке 2 показана периодичность растяжения-сжатия сердечника на протяжении одного цикла изменения магнитного потока.

Под воздействием линейных колебаний в прилегающем воздухе создаются звуковые волны соответствующей частоты. То есть, если в течение одного цикла сердечник растягивается-сжимается дважды, то при стандартной частоте сети переменного тока 50 Гц будут формироваться звуковые волны частотой 100 Гц. Это и есть характерный гул, который производит трансформатор при работе.

Учитывая вышесказанное можно объяснить, почему импульсный трансформатор неслышно при работе. Частота производимых звуковых колебаний этого устройства находится за границей восприятия человеческого уха.

Уровень шума напрямую зависит от следующих факторов:

• габаритные размеры устройства;
• величина нагрузки;
• структура и физические характеристики материала сердечника.

Учитывая перечисленные факторы, можно констатировать, что для устройств, работающих в бытовых приборах, повышенный уровень шума, скорее, исключение, чем правило. Это указывает на нештатную работу трансформатора, следовательно, необходимо найти и устранить неисправность.

Сильно шумит силовой трансформатор, возможные причины

Если устройство свистит или гудит, хотя ранее работало нормально, то это может свидетельствовать о разошедшихся пластинах сердечника. В данном случае потребуется идеальный подгон железа, чтобы исключить зазоры, помимо этого обеспечить хорошую стяжку.

В эфире — радио ТЭС

Электрические провода, окружающие нас повсюду, невольно представляют собой гигантские антенны. Ток, проходящий по ним с частотой порядка 50 Гц, порождает магнитное поле, также известное как электромагнитные наводки. Высоковольтные линии, крупные электродвигатели, дроссели люминесцентных ламп, крупные электрические приборы — все они транслируют в эфир «трансформаторную арию».

Электрические компоненты аналоговых аудиоприборов также охотно принимают эти наводки. В этом вы можете легко убедиться, прислушавшись к радиоприемнику в паузах между музыкальными фрагментами или включив мощный усилитель на полную громкость.

Технологии

Как китайский IT-гигант использовал COVID-19 для развития сетей 5G

Практически на любой записи, сделанной с помощью аналогового оборудования (например, кассетного диктофона), можно обнаружить наводки. Их фиксирует и цифровой диктофон, ведь его микрофон преобразует звук в аналоговый электрический сигнал, который затем оцифровывается.

Чтобы сохранить отпечаток несущей частоты сети, диктофону не обязательно даже обладать характеристиками, позволяющими ему записывать 50-герцевый сигнал. Во‑первых, наводки — это не звук, а электромагнитные волны, и ограниченный частотный диапазон микрофона для них не помеха. А во-вторых, взаимодействуя с полезным сигналом, наводки образуют кратные гармоники в районе 100, 150, 200 Гц и т. д. Так что их след можно найти даже в диапазоне человеческой речи.

Разумеется, наводки и их гармоники намного слабее полезного сигнала, ведь производители аудиозаписывающего оборудования всеми силами борются за снижение паразитных шумов и улучшение качества звука. Однако профессиональные аудиоинтерфейсы и современный софт, которым пользуются эксперты, позволяют оцифровать и подвергнуть компьютерному анализу даже самые слабые составляющие сигнала.

Специалисты Университета Мэриленда разработали алгоритм, с помощью которого наводки можно не только «услышать» на фонограмме, но и «увидеть» на видеозаписи. Мерцание находящихся в кадре люминесцентных ламп, соответствующее частоте тока в сети, приводит к колебаниям яркости кадра, незаметным невооруженному глазу, но пригодным для компьютерного анализа.

Тестирование аудиотрансформаторов

Тестирование звукового трансформатора может понадобится по ряду причин. В первую очередь работу проводят перед началом его использования, чтоб понять, достаточные ли показатели обеспечиваются дросселем, обмотками и другими механизмами.

Если трансформатор работает качественно, то разница в музыке незаметна, возникает характерное ламповое мягкое звучание. Но если есть неисправности, то по звуку их легко заметить, так как возникает перекос с сторону средних частот. В то время как низкие не ярко выражены, сигналы поступают не так регулярно, как требуется.

Тестирование обязательно проводится с учетом техники безопасности. После проведения предварительных защитных мер собирается оборудование. К числу приборов, при помощи которых тестируются трансформаторы, относят:

• паяльная станция со стабильными температурами;
• вольтметр цифровой;
• осциллограф для измерения емкости, индуктивности и сопротивления;
• 2-3 запасных провода и тому подобное.

При проведении тестирования смотрят на марку, если речь идет не о варианте самостоятельной сборки. Варианты от непроверенных производителей гудят и шумят даже при подаче нормированной нагрузки. Если бренд трансформатора проверенный, то оборудование никаких сигналов не подает и остается прохладным. Проверяют в обязательном порядке после обмотки паянные соединения, термисторы, диоды, провода, переключатели и транзисторы.