ידע על שנאים

שנאי הוא מכשיר המשתמש בעקרון אינדוקציה אלקטרומגנטית כדי להמיר מתח AC. רכיביו העיקריים כוללים סליל ראשוני, סליל משני וליבת ברזל.

במקצוע האלקטרוניקה, לעתים קרובות ניתן לראות את צל השנאי, הנפוץ ביותר משמש באספקת החשמל כמתח המרה, בידוד.

בקיצור, יחס המתח של הסלילים הראשוניים והמשניים שווה ליחס הסיבובים של הסלילים הראשוניים והמשניים. לכן, אם ברצונך להפיק מתחים שונים, תוכל לשנות את יחס הסיבובים של הסלילים.

בהתאם לתדרי העבודה השונים של שנאים, ניתן לחלק אותם באופן כללי לשנאים בתדר נמוך ושנאים בתדר גבוה. לדוגמה, בחיי היומיום, תדר זרם חילופין בתדר חשמל הוא 50 הרץ. אנו מכנים שנאים הפועלים בתדר זה שנאים בתדר נמוך; תדר העבודה של שנאי בתדר גבוה יכול להגיע מעשרות קילוהרץ עד מאות קילוהרץ.

נפח שנאי בתדר גבוה קטן בהרבה מזה של שנאי בתדר נמוך עם אותו הספק פלט

השנאי הוא רכיב גדול יחסית במעגל החשמל. אם רוצים להקטין את הנפח תוך הבטחת הספק המוצא, צריך להשתמש בשנאי בתדר גבוה. לכן, שנאים בתדר גבוה משמשים בספקי כוח ממותגים.

עקרון הפעולה של שנאי תדר גבוה ושנאי תדר נמוך זהה, שניהם מבוססים על עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית. עם זאת, מבחינת החומרים, ה"ליבות" שלהם עשויות מחומרים שונים.

ליבת הברזל של שנאי בתדר נמוך מורכבת בדרך כלל מלוחות פלדת סיליקון רבים, בעוד שליבת הברזל של שנאי בתדר גבוה מורכבת מחומרים מגנטיים בתדר גבוה (כגון פריט). (לכן, ליבת הברזל של שנאי בתדר גבוה נקראת בדרך כלל ליבה מגנטית)

במעגל אספקת חשמל בעל מתח DC מיוצב, שנאי בתדר נמוך משדר אות גל סינוס.

במעגל ספק כוח ממותג, שנאי בתדר גבוה משדר אות גל מרובע דופק בתדר גבוה.

בהספק מדורג, היחס בין הספק המוצא להספק הקלט של השנאי נקרא יעילות השנאי. כאשר הספק המוצא של השנאי שווה להספק הקלט, היעילות היא 100%. למעשה, שנאי כזה אינו קיים, מכיוון שקיימים אובדן נחושת ואובדן ברזל, לשנאי יהיו הפסדים מסוימים.

מהו אובדן נחושת?

מכיוון שלסליל השנאי יש התנגדות מסוימת, כאשר הזרם עובר דרכו, חלק מהאנרגיה יהפוך לחום. מכיוון שסליל השנאי מלופף בחוט נחושת, אובדן זה נקרא גם אובדן נחושת.

מהו אובדן ברזל?

אובדן הברזל של שנאי כולל בעיקר שני היבטים: אובדן היסטרזיס ואובדן זרם מערבולת; אובדן היסטרזיס מתייחס לכך שכאשר זרם חילופין עובר דרך הסליל, ייווצרו קווי כוח מגנטיים שיעברו דרך ליבת הברזל, ומולקולות בתוך ליבת הברזל ישפשפו זו בזו כדי לייצר חום, ובכך יצרכו חלק מהאנרגיה החשמלית; מכיוון שקו הכוח המגנטי עובר דרך ליבת הברזל, ליבת הברזל גם תייצר זרם מושרה. מכיוון שהזרם מסתחרר, זה נקרא גם זרם מערבולת, ואובדן זרם מערבולת יצרוך גם אנרגיה חשמלית מסוימת.