변압기 코어 투과성에 대해 알아보기: 더 나은 변압기를 위한 열쇠

트랜스포머가 왜 그렇게 잘 작동하는지 자문해 본 적이 있나요? 핵심 아이디어는 내부에 있습니다. 트랜스포머 코어라는 부품에 있습니다. 이 코어에서 가장 중요한 것은 투과성이라는 특별한 품질입니다. 이 기사에서는 투자율이 무엇인지 알아볼 것입니다. 또한 이것이 왜 그렇게 중요한지 알게 될 것입니다. 코어 재료의 투자율에 대해 알면 변압기가 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이 됩니다. 어떤 것이 다른 것보다 나은 이유를 알게 될 것입니다. 그리고 전기 회로에 적합한 변압기를 선택하는 방법도 알게 될 것입니다.

변압기 코어의 자기 투과성이란 무엇인가요?

종이 타월을 생각해 보세요. 어떤 종이 타월은 물을 많이 흡수할 수 있습니다. 다른 것들은 전혀 흡수하지 못합니다. 자기 투과성도 이와 비슷하지만 물이 아닌 자기장에 대한 것입니다. 재료의 투과성은 자기장을 얼마나 잘 견디는지를 알려줍니다. 투자율이 높은 재료는 많은 자기 에너지를 "흡수"할 수 있습니다. 변압기 코어는 높은 투자율을 가진 소재를 사용합니다. 이는 자기장이 어디로 가야 하는지 보여주는 데 도움이 됩니다.

변압기에서 전류는 전선 코일을 통해 이동합니다. 이 와이어를 권선이라고 합니다. 이 전류는 자기장을 만듭니다. 이 코일 내부에 코어가 들어갑니다. 코어 재료의 높은 투자율은 이 자기장을 한데 모으는 데 도움이 됩니다. 이렇게 하면 자기장이 매우 강해집니다. 그러면 이 강한 자기장이 두 번째 권선에서 전류를 만듭니다. 코어가 좋지 않으면 자기장이 약해져 퍼지게 됩니다. 좋은 코어는 변압기가 훨씬 더 나은 방식으로 작동하도록 도와줍니다. 코어의 투자율은 변압기 구성에서 매우 중요한 부분입니다.

고투과성 코어 소재가 중요한 이유는 무엇일까요?

투자율이 높은 코어 소재는 매우 중요합니다. 소량의 전류만 사용해도 강력한 자속을 생성할 수 있기 때문입니다. 이는 크게 두 가지 이유로 유용합니다. 첫째, 에너지 절약에 도움이 됩니다. 변압기를 작동시키기 위해 큰 전류가 필요하지 않습니다. 전류가 적다는 것은 회로에서 낭비되는 전력이 적다는 것을 의미합니다. 둘째, 더 작고 무게가 가벼운 변압기를 만들 수 있다는 뜻입니다. 소재의 성능이 뛰어나기 때문에 코어를 더 작게 만들 수 있습니다.

변압기 코어의 주요 역할은 자속이 따라갈 수 있는 간단한 경로를 만드는 것입니다. 투자율이 높은 재료는 자속에 대한 '저항'이 낮습니다. 즉, 1차 전류에 의해 만들어진 자속이 쉽게 이동할 수 있습니다. 이 전류는 코어를 통해 두 번째 권선으로 이동합니다. 이러한 강력한 연결은 변압기가 낭비 없이 잘 작동하는 이유입니다. 투자율이 높은 코어는 같은 회전 수의 코일에 대해 더 높은 인덕턴스로 이어집니다. 이 높은 인덕턴스는 자화 전류를 낮게 유지하는 데 도움이 됩니다. 자화 전류는 코어에서 자속을 만드는 데 필요한 전류입니다.

코어 소재는 자속과 전류에 어떤 영향을 미치나요?

코어 소재는 변압기의 심장과도 같습니다. 어떤 소재를 선택하느냐에 따라 자속과 필요한 전류에 직접적인 영향을 미칩니다. 1차 권선에 전압을 보내면 작은 전류가 흐르기 시작합니다. 이를 자화 전류라고 합니다. 이 전류가 코어의 자속을 만드는 것입니다. 코어 재료의 투자율이 높으면 아주 작은 전류로도 매우 큰 자속을 만들 수 있습니다.

전류와 자속 사이의 이 연결은 매우 중요합니다. 완벽한 코어를 사용하면 거의 제로에 가까운 전류로 거대한 자속을 만들 수 있습니다. 실제 코어 재료는 완벽하지는 않지만 일부는 매우 우수합니다. 좋은 코어 재료는 첫 번째 코일의 거의 모든 자속이 두 번째 코일에 도달하도록 합니다. 따라서 한 회로에서 다음 회로로의 전력 전달이 매우 원활하게 이루어집니다. 코어 소재가 나쁘면 자속이 빠져나갈 수 있습니다. 그러면 더 많은 전류가 필요하고 에너지가 낭비됩니다. 높은 투자율은 높은 인덕턴스와 높은 유도 임피던스를 유발하기 때문에 1차 권선의 임피던스도 변경됩니다.

트랜스포머 코어 소재에는 어떤 종류가 있나요?

모든 핵심 재료가 같은 방식으로 만들어지는 것은 아닙니다. 특정 작업에 가장 적합한 재료는 비용, 빈도, 전력 수준 등에 따라 달라집니다. 일부 일반적인 소재는 특정 작업에 다른 소재보다 훨씬 더 적합합니다. 핵심 소재를 선택하는 것은 설계에서 매우 중요한 단계입니다.

다음은 일반적인 변압기 코어 재료와 자주 사용되는 용도에 대한 표입니다:

각 재료에는 고유한 투과성 값이 있습니다. 철심은 많은 저주파 작업에 좋은 선택입니다. 고주파 회로의 경우 페라이트와 같은 소재가 필요합니다. 고주파에서 잘못된 코어 재료를 사용하면 많은 열이 발생하고 코어 손실이 커질 수 있습니다.

코어의 투과성을 어떻게 측정할 수 있나요?

"코어의 투과성을 어떻게 측정하나요?"라고 질문할 수 있습니다. 눈으로 보는 것만으로는 알 수 없습니다. 하지만 이 중요한 특성을 찾을 수 있는 특별한 방법이 있습니다. 인덕터를 제작하고 전기 판독값을 측정하여 값을 찾을 수 있습니다. 먼저 테스트하려는 코어를 가져옵니다. 그런 다음 그 주위에 전선 코일을 감습니다. 전선이 몇 번 감기는지 알아야 합니다. 이렇게 하면 간단한 인덕터가 만들어집니다.

다음으로, 권선에 교류 전압을 보내고 권선을 통과하는 교류 전류를 측정합니다. 전압과 전류를 사용하여 인덕터의 임피던스를 찾을 수 있습니다. 인덕터의 임피던스는 대부분 특정 주파수에서의 인덕턴스에서 비롯됩니다. 따라서 인덕턴스를 알아낼 수 있습니다. 인덕턴스, 회전 수, 코어의 크기, 투자율을 연결하는 간단한 공식이 있습니다. 이 공식을 변경하여 코어 재료의 투자율을 해결할 수 있습니다. 자기 특성을 측정하는 이 방법은 매우 유용합니다. 올바른 방법으로 측정하려면 전류를 낮게 유지해야 합니다. 그래야 코어가 포화 상태가 되지 않습니다.

B-H 곡선이란 무엇이며 투과성에 대해 무엇을 알려줄 수 있을까요?

B-H 곡선은 특별한 차트입니다. 자성 코어 재료에 대한 모든 것을 알려줍니다. 매우 유용한 도구입니다. 아래쪽 선의 'H'는 자기장 세기입니다. 이것을 여러분이 투입한 노력이라고 생각하면 됩니다. 코일의 전류에 의해 만들어집니다. 측면으로 올라가는 선의 'B'는 자속 밀도입니다. 이것은 여러분의 작업에서 얻은 결과입니다. 코어에 얼마나 많은 자속이 압착되는지 보여줍니다.

좋은 코어 소재는 약간의 작업(H)만으로도 큰 결과(B)를 얻을 수 있습니다. 즉, B-H 곡선이 시작되는 지점에서 매우 가파르게 나타납니다. 이 곡선에서 선이 얼마나 가파른지가 투과성입니다. 선이 빠르게 올라간다는 것은 투과성이 높다는 것을 의미합니다. B-H 곡선은 또한 포화 한계를 보여줍니다. 특정 지점이 지나면 차트의 선이 평평해집니다. 이는 더 많은 전류를 보내더라도 코어에 더 많은 플럭스를 얻을 수 없음을 의미합니다. 코어가 가득 찬 상태를 포화 상태라고 합니다. 이 곡선을 보면 코어의 한계를 알 수 있습니다. 이 bh 곡선은 모든 종류의 재료에 따라 다르게 보입니다.

주파수는 코어 머티리얼의 작업에 어떤 영향을 미치나요?

교류 전류의 주파수는 변압기 코어에 매우 큰 차이를 만듭니다. 저주파에서 매우 잘 작동하는 코어 재료가 고주파에서는 매우 나쁠 수 있습니다. 이는 코어 손실 때문에 발생합니다. 주파수가 높을수록 코어 내부의 에너지 손실이 훨씬 더 커집니다. 이렇게 손실된 에너지는 열로 바뀝니다. 열은 변압기 회로에 좋지 않습니다.

고주파에서 가장 큰 두 가지 문제는 히스테리시스와 와전류입니다. 히스테리시스 손실은 코어의 자기장을 앞뒤로 뒤집는 데 에너지가 필요하기 때문에 발생합니다. 이는 교류 전류의 모든 사이클에서 반복적으로 발생합니다. 또 다른 문제는 와전류입니다. 이는 코어 재료 자체 내부에서 원을 그리며 돌아가는 작은 전류입니다. 이 전류는 자속의 변화에 의해 만들어집니다. 이러한 전류는 좋은 일을 하지 않습니다. 열을 발생시키고 전력을 낭비할 뿐입니다. 페라이트와 같은 소재는 전기 저항, 즉 저항률이 매우 높습니다. 이 특성은 와전류를 막는 데 도움이 됩니다. 따라서 고주파 사용에 적합합니다. 철심은 고주파에서 매우 뜨거워집니다.

핵심 손실이란 무엇이며 투과성과 어떻게 연결되나요?

코어 손실은 변압기가 사용하는 에너지에 대한 세금과 같습니다. 코어에서 손실되는 에너지입니다. 이 손실된 에너지의 대부분은 열이 됩니다. 코어 손실이 높은 변압기는 성능이 좋지 않습니다. 사용 주파수에 맞는 코어 손실이 낮은 코어 소재를 선택해야 합니다. 투자율은 이와 관련이 있지만 투자율이 높다고 해서 항상 손실이 낮다는 의미는 아닙니다.

알아야 할 핵심 손실에는 크게 두 가지 종류가 있습니다:

• 히스테리시스 손실: 이 손실은 각 AC 사이클 동안 코어 소재를 자화했다가 자성을 제거하는 데 필요한 에너지에서 발생합니다. B-H 곡선에서 B-H 루프 내부의 공간은 히스테리시스 손실이 얼마나 되는지 보여줍니다. B-H 루프가 얇은 소재는 히스테리시스 손실이 적습니다.
• 와전류 손실: 이 손실은 작은 원 모양의 전류에서 발생합니다. 자속의 변화는 코어 내부에서 이러한 전류를 만듭니다. 코어 물질이 전기를 전달할 수 있기 때문에 전류가 흐릅니다. 와전류는 도움이 되는 일을 하지 않고 열만 발생시킵니다. 와전류를 더 작게 만들기 위해 많은 코어는 분리된 얇은 시트로 만들어집니다. 이 구조를 라미네이션. 전류의 경로를 끊습니다.

이러한 손실을 낮추는 특성을 가진 코어 소재를 선택하는 것은 매우 중요합니다. 올바른 코어 소재는 높은 투자율과 작동 주파수에서 낮은 코어 손실을 제공합니다.

상대 투과성 대 절대 투과성: 차이점은 무엇인가요?

투과성에는 상대 투과성과 절대 투과성이라는 두 가지 이름이 있습니다. 둘은 서로 연결되어 있지만 약간 다른 방식으로 사물을 측정합니다. 차이점을 쉽게 이해할 수 있습니다. 절대 투과성 는 빈 공간, 즉 진공의 투과성입니다. 변하지 않는 과학의 기본 수입니다. 기호는 μ₀입니다. 매우 작고 정해진 값이 있습니다. 모든 자기장을 측정하는 출발점입니다.

상대적 투과성 는 사람들이 핵심 소재에 대해 이야기할 때 주로 사용하는 단어입니다. 그 기호는 μᵣ입니다. 빈 공간과 비교했을 때 자속을 몇 배나 더 잘 전달하는지를 알려줍니다. 예를 들어, 어떤 물질의 상대 투자율이 2,000이라면 빈 공간보다 자기장을 2,000배 더 잘 집중시킬 수 있다는 뜻입니다. 재료의 절대 투자율은 간단한 공식으로 찾을 수 있습니다. 상대 투자율에 진공의 절대 투자율을 곱하기만 하면 됩니다. 대부분의 작업에서 실제로 필요한 것은 상대 투과성입니다. 이를 통해 한 핵심 재료를 다른 재료와 비교할 수 있습니다.

변압기에 가장 적합한 자기 코어는 어떻게 선택하나요?

올바른 마그네틱 코어를 고르는 것은 어려워 보일 수 있습니다. 하지만 올바른 질문을 알고 있다면 간단합니다. 코어의 재질과 모양을 회로가 수행해야 하는 작업에 맞춰야 합니다. 좋은 코어는 필요한 인덕턴스를 제공합니다. 또한 포화 상태에 도달하지 않고 적절한 양의 전류를 처리할 수 있습니다. 그리고 코어 손실을 낮게 유지합니다. 코어의 모양(토로이달 또는 팟 코어 모양 등)도 구성의 일부입니다.

코어를 선택할 때 고려해야 할 가장 중요한 사항은 다음과 같습니다:

• 작동 빈도: 전원 공급 장치와 같은 저주파 작업용인가요? 아니면 라디오 회로와 같은 고주파 작업용인가요? 이것이 가장 중요한 질문입니다. 이 질문은 더 적은 수의 자료 목록에서 선택하는 데 도움이 됩니다.
• 투과성 필요: 좁은 면적에서 높은 인덕턴스를 얻으려면 매우 높은 투자율이 필요합니까? 아니면 낮은 투자율 값으로도 충분할까요?
• 채도 제한: 얼마나 많은 전류가 권선을 통과할까요? 이 전류로 인해 포화 상태에 도달하지 않는 코어를 선택해야 합니다. 코어 소재의 B-H 곡선을 확인하여 이 한계를 찾을 수 있습니다.
• 핵심 손실: 회로가 낭비 없이 잘 작동하는 것이 중요할까요? 열을 덜 내고 전력을 절약하려면 작동 주파수에서 히스테리시스와 와전류 손실이 적은 소재를 선택하세요.
• 크기 및 모양: 코어는 디자인에 적합한 크기여야 합니다. 일반적인 모양으로는 토로이달, E-코어, 팟 코어가 있습니다. 이러한 모양은 외부 자기장으로부터 와인딩을 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이러한 사항을 고려하면 전기 회로에 가장 적합한 코어를 선택하는 데 도움이 됩니다. 올바른 코어를 사용하면 인덕터나 변압기가 원하는 방식으로 작동할 수 있습니다.

기억해야 할 주요 사항

• 투과성 는 재료가 자기장을 얼마나 잘 견딜 수 있는지를 나타냅니다. 높은 투자율은 종종 원하는 것입니다.
• 높은 투과성 핵심 강력한 자석을 만들 수 있습니다. 플럭스 매우 작은 현재.
• 그리고 B-H 곡선 는 차트입니다. 투과성 그리고 채도 의 한도 핵심 소재.
• 핵심 손실 (히스테리시스 및 와류와 같은) 에너지 낭비를 초래하여 열. 이러한 현상은 빈도 가 올라갑니다.
• 선택 핵심 소재 회로의 작동에 따라 빈도 를 사용하여 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.
• 상대적 투과성 를 비교하는 숫자입니다. 재료 을 눌러 빈 공간으로 이동합니다. 가장 유용합니다. 값 를 사용하여 다양한 코어를 비교할 수 있습니다.