使用中的變壓器會發出低沉的聲音,這種聲音通常被稱為變壓器的「嗡嗡聲」或「嗡鳴聲」。該聲音的頻率主要是與電源頻率相關的倍頻,且其聲音頻率通常集中在兩倍電源頻率的位置。
頻率分布:
主要頻率:兩倍的電源頻率。例如,如果電源頻率是 60 Hz,那麼主要的嗡嗡聲頻率將是 120 Hz。如果電源頻率是 50 Hz,那麼聲音的主要頻率就是 100 Hz。
附加諧波:除了兩倍電源頻率,還可能有一些更高次的諧波,但它們的強度通常較弱,不如主要頻率顯著。
為何會產生這種聲音?
變壓器的嗡嗡聲主要來源於磁致伸縮效應和電磁力的作用,具體解釋如下:
磁致伸縮效應:
磁致伸縮是指鐵心材料在磁化過程中,由於磁場變化而導致材料尺寸微小變化的現象。當交流電流通過變壓器時,磁芯中的磁場會隨著電流頻率而變化(即隨著 50 Hz 或 60 Hz 交流電流變化),這會導致鐵芯材料產生周期性的尺寸變化。
由於磁場每一個周期變化兩次(從正到負,然後從負到正),這種尺寸的變化頻率是電源頻率的兩倍。這就導致了 120 Hz 或 100 Hz 的聲音。
電磁力的作用:
變壓器內部的繞組電流和磁場也會產生機械力,這些力會隨著電流的變化周期性地作用在變壓器的繞組和結構上,導致微小的振動。這些振動進一步產生聲音,其頻率同樣是兩倍的電源頻率。
繞組和結構的振動會通過變壓器的外殼或基座傳播,從而產生可聽到的低沉聲音。
變壓器運行時的低沉嗡嗡聲主要集中在兩倍電源頻率的位置,例如 120 Hz(對於 60 Hz 電源)或 100 Hz(對於 50 Hz 電源)。這些聲音來源於磁致伸縮效應導致的鐵芯尺寸變化,以及繞組和結構因電磁力作用而產生的振動。