Ključna razlika med histerezno in vrtinčno tokovno izgubo je, da do histerezne izgube toka pride zaradi obračanja magnetizma, medtem ko do vrtinčne izgube zaradi relativnega gibanja med prevodnikom in magnetnim poljem.
V transformatorju so lahko štiri vrste tokovnih izgub, znanih kot uporovne izgube, izgube zaradi vrtinčnih tokov, izgube zaradi toka in izgube zaradi histereze. Te izgube moči se lahko sčasoma končajo kot toplota, ki jo je treba odstraniti iz transformatorja.
Kaj je izguba histereznega toka?
Histerezna tokovna izguba se pojavi v transformatorjih zaradi magnetne nasičenosti v njihovem jedru. V tem procesu postanejo magnetni materiali v jedru sčasoma magnetno nasičeni, ko so materiali postavljeni v močno magnetno polje, kot je magnetno polje, ki ga ustvari izmenični tok.
Histerezno tokovno izgubo lahko opišemo kot vrsto energije v električnih strojih, ki nastane zaradi ponavljajoče se magnetizacije in demagnetizacije železnega jedra. Tok izmeničnega toka povzroči, da se železno jedro v vsakem ciklu namagneti in razmagneti. Med vsakim od teh ciklov magnetizacije se nekaj energije izgubi.
Za zmanjšanje te vrste izgube moči lahko uporabimo materiale, ki imajo manjšo površino za histerezno zanko. Zato je kremenčevo jeklo ali jeklo CRGO uporabno pri oblikovanju jedra v transformatorju, saj ima izjemno majhno območje histerezne zanke.
Kaj je izguba vrtinčnega toka?
Izgubo vrtinčnega toka lahko opišemo kot tokovne zanke, ki nastanejo na površinah prevodnika zaradi spreminjanja magnetnega pretoka. Ta vrsta izgube toka je pomembna pri indukcijskem segrevanju, levitaciji, elektromagnetnem dušenju in elektromagnetnem zaviranju. To vrsto izgube toka lahko zmanjšamo na minimum z dodajanjem rež na površino prevodnika in laminiranjem.
Slika 01: Laminirano jedro vrtinčnega toka
Izguba vrtinčnega toka nastane, ko se spreminjajoči tok poveže s samim jedrom. Ta inducirana emf je jedro, ki lahko vzpostavi krožni tok, znan kot vrtinčni tok. Ta tok lahko povzroči izgubo, znano kot izguba zaradi vrtinčnih tokov ali izguba I2R. Tukaj je to vrednost toka in R (upor) tokovne poti.
Poleg tega je mogoče podati velikost vrtinčnega toka, ko vrtinčni tok "I" teče skozi jedrno pot upora "r", kjer lahko razprši energijo v obliki toplote, ki se lahko poda v enačba moči, moč=I2R. To predstavlja energijo, ki se porabi neuporabno, pri čemer se obravnava kot izguba zaradi vrtinčnih tokov ali izguba železa.
Kakšna je razlika med histerezo in izgubo vrtinčnega toka?
Ključna razlika med histerezo in izgubo vrtinčnega toka je v tem, da do izgube histereze pride zaradi obračanja magnetizma, medtem ko do izgube zaradi vrtinčnega toka pride zaradi relativnega gibanja med prevodnikom in magnetnim poljem. Poleg tega se izguba histereznega toka pojavi zaradi molekularnega trenja v feromagnetnem materialu pod izmeničnim magnetnim poljem, medtem ko se izguba vrtinčnega toka pojavi zaradi indukcije vrtinčnega toka v jedru in prevodnikih, ki se zadržujejo v magnetnem polju.
Spodnja infografika predstavlja razlike med histerezo in izgubo vrtinčnega toka v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – histereza v primerjavi z izgubo vrtinčnega toka
Histerezna tokovna izguba je izguba energije, do katere pride v transformatorju zaradi magnetne nasičenosti v jedru transformatorja, medtem ko so izgube zaradi vrtinčnega toka tokovne zanke, ki nastanejo na površinah prevodnika zaradi spreminjanja magnetnega pretoka. Ključna razlika med histerezo in izgubo vrtinčnega toka je v tem, da do izgube histereze pride zaradi obračanja magnetizma, medtem ko do izgube zaradi vrtinčnega toka pride zaradi relativnega gibanja med prevodnikom in magnetnim poljem.
