变压器铁芯的构造

变压器可以将交流高电压变为低电压，也可以将交流低电压变为高电压，变压器是远距离输电线路核心元件之一。

变压器中的铁芯是用来增大线圈的磁通量，提高变压器的性能。通常见到的变压器铁芯都是由硅钢薄片压制而成，这是为什么呢?由于变压器铁芯除了是一种很好的导磁材料以外，同时它也属于一种导电体。当通入交变电流时，交变磁力线从导电体中穿过，导电体中就会产生感应电动势，在感应电动势的作用下，在导电体中就会产生回路电流使导体发热。这种由于交变磁力线穿过导体，并在导体中产生感应电动势和回路电流的现象，人们把它称为涡流。由于金属的电阻率很小，金属内部往往激发出强大的涡流。涡流与普通电流一样，也要放出焦耳热。一方面由于它的热效应，使变压器和电机中的铁芯温度升高，导致线圈材料寿命的缩短;另一方面，由于涡流发热要损耗额外的能量，使变压器和电机的效率降低。因此，为了降低涡流效应，变压器和电机铁芯都不用整块钢铁，而用很薄的硅钢片叠压而成。硅钢是掺有少量硅的钢，其电阻率比普通钢的要大，因此涡电流就会变小，减小涡流热效应。计算表明，涡流产生的热量与片的厚度平方成正比，因此硅钢片做得越薄越好。一般选用0．35毫米厚的冷轧硅钢片，按所需铁芯的尺寸，将它裁成长形片，然后交叠成“日”字形或“口”字形。

涡流也可以有效地加以利用。家用电磁炉就采用了磁场感应涡流加热原理，它利用交变电流通过线圈产生交变磁场，当磁场内的磁感线传到含铁质锅的底部时，即会产生无数强大的小涡流，使锅本身自行迅速发热，然后再加热锅内的食物。冶炼金属的高频感应炉也是利用涡流的热效应制成的。在感应炉中，有产生高频电流的大功率电源和产生交变磁场的线圈，线圈的中间放置一个耐火材料(例如陶瓷)制成的坩埚，用来放有待熔化的金属。当线圈中通入高频交流电时，坩埚中被冶炼金属内出现强大的涡流，它所产生的热量可使金属很快熔化。这种冶炼方法有一个很大优点，由于冶炼时所需的热量直接来自被冶炼金属本身，因此可达到极高的温度，并且有速度快、效率高和温度易控制等特点。