เหตุใดหม้อแปลงจึงใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนเป็นแกนเหล็ก

แกนหม้อแปลงที่ใช้กันทั่วไปมักทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอน เหล็กซิลิคอนเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยซิลิคอน (ซิลิคอนเรียกอีกอย่างว่าซิลิคอน) และมีปริมาณซิลิกอนอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.8 ถึง 4.8 % เหล็กซิลิกอนถูกใช้เป็นแกนกลางของหม้อแปลงไฟฟ้า เนื่องจากเหล็กซิลิกอนเองเป็นวัสดุแม่เหล็กที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง ในขดลวดที่มีพลังงาน สามารถสร้างความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กได้มากขึ้น ซึ่งจะช่วยลดขนาดของหม้อแปลงไฟฟ้า

เรารู้ว่าหม้อแปลงจริงทำงานในสถานะ AC เสมอ และการสูญเสียพลังงานไม่เพียงแต่ในความต้านทานของขดลวดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแกนเหล็กที่ถูกดึงดูดโดยกระแสสลับด้วย การสูญเสียพลังงานในแกนเหล็กมักเรียกว่า "การสูญเสียธาตุเหล็ก" การสูญเสียธาตุเหล็กเกิดจากสองสาเหตุ หนึ่งคือ "การสูญเสียฮิสเทรีซิส" และอีกประการหนึ่งคือ "การสูญเสียกระแสลมหมุนวน"
การสูญเสียฮิสเทรีซิสคือการสูญเสียธาตุเหล็กที่เกิดจากปรากฏการณ์ฮิสเทรีซิสในระหว่างกระบวนการดึงดูดของแกนเหล็ก ขนาดของการสูญเสียนี้เป็นสัดส่วนกับพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงฮิสเทรีซิสของวัสดุ ห่วงฮิสเทรีซิสของเหล็กซิลิคอนนั้นแคบ และการสูญเสียฮิสเทรีซิสของแกนหม้อแปลงที่ทำจากเหล็กซิลิกอนมีขนาดเล็ก ซึ่งสามารถลดการสร้างความร้อนได้อย่างมาก เนื่องจากเหล็กซิลิกอนมีข้อดีข้างต้น ทำไมไม่ใช้เหล็กซิลิกอนทั้งชิ้นเป็นแกนเหล็ก แต่แปรรูปเป็นแผ่นล่ะ
เนื่องจากแกนเกล็ดสามารถลดการสูญเสียธาตุเหล็กประเภทอื่นได้ - "การสูญเสียกระแสไหลวน" เมื่อหม้อแปลงทำงาน จะมีกระแสสลับในขดลวด และแน่นอนว่าฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นจะเกิดการสลับกัน ฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงไปนี้ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในแกนเหล็ก กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในแกนเหล็กจะไหลเวียนในระนาบที่ตั้งฉากกับทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้นจึงเรียกว่ากระแสไหลวน การสูญเสียในปัจจุบันของ Eddy ยังทำให้แกนกลางร้อนขึ้น เพื่อลดการสูญเสียของกระแสไหลวน แกนของหม้อแปลงจะซ้อนกันด้วยแผ่นเหล็กซิลิกอนที่หุ้มฉนวนซึ่งกันและกัน เพื่อให้กระแสไหลวนผ่านหน้าตัดที่มีขนาดเล็กกว่าในวงรอบยาวและแคบเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อ เส้นทางกระแสน้ำวน ขณะเดียวกันซิลิคอนในเหล็กซิลิกอนทำให้ ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นของวัสดุยังมีบทบาทในการลดกระแสไหลวนอีกด้วย

ในฐานะที่เป็นแกนเหล็กของหม้อแปลง โดยทั่วไปจะใช้เหล็กแผ่นซิลิกอนรีดเย็นหนา 0.35 มม. ตัดเป็นชิ้นยาวตามขนาดของแกนเหล็กที่ต้องการ ถ้าพูดตามหลักเหตุผลแล้ว เพื่อลดกระแสเอ็ดดี้ ยิ่งแผ่นเหล็กซิลิกอนบางลงและแถบที่ต่อประกบแคบลง ผลที่ได้ก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดการสูญเสียจากกระแสไหลวนและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดวัสดุสำหรับแผ่นเหล็กซิลิกอนอีกด้วย แต่เมื่อทำแกนเหล็กซิลิกอนจริงๆ มันไม่ได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่กล่าวมาข้างต้นเท่านั้น เนื่องจากการสร้างแกนเหล็กในลักษณะนั้นจะช่วยเพิ่มชั่วโมงการทำงานได้อย่างมาก และยังช่วยลดหน้าตัดที่มีประสิทธิผลของแกนเหล็กอีกด้วย ดังนั้นเมื่อใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนมาทำแกนหม้อแปลงจึงต้องเริ่มจากสถานการณ์เฉพาะ ชั่งน้ำหนักข้อดีข้อเสีย และเลือกขนาดที่ดีที่สุด