A razão pela qual os transformadores usam chapas de aço silício em seus núcleos.

Para reduzir outro tipo de perda de ferro - 'perda por correntes parasitas'. Quando um transformador está operando, há corrente alternada nas bobinas, e o fluxo magnético que ele gera é, obviamente, também alternado. Essa mudança no fluxo magnético induz uma corrente no núcleo de ferro. A corrente induzida no núcleo de ferro circula em um plano perpendicular à direção do fluxo magnético, daí o nome corrente parasita. A perda de corrente parasita também faz com que o núcleo de ferro aqueça.

Por que as chapas de aço silício são usadas em núcleos de transformadores? Suas vantagens:

Os núcleos comuns dos transformadores são geralmente feitos de chapas de aço silício. O aço silício é um tipo de aço ligado ao silício (também chamado de siliceto), com teor de silício de 0,8-4,8%. O aço silício é usado para núcleos de transformadores porque é um material magnético altamente permeável. Em uma bobina energizada, pode produzir maior intensidade de indução magnética, permitindo assim reduzir o tamanho do transformador.

Sabemos que os transformadores reais sempre operam em condições de corrente alternada. A perda de potência ocorre não apenas na resistência das bobinas, mas também no núcleo de ferro sob magnetização por corrente alternada. A perda de potência no núcleo de ferro é geralmente chamada de 'perda de ferro', que é causada por dois fatores: 'perda por histerese' e 'perda por corrente parasita'.

A perda de histerese é a perda de ferro causada pelo fenômeno de histerese durante o processo de magnetização do núcleo de ferro. A magnitude desta perda é diretamente proporcional à área delimitada pelo circuito de histerese do material. O aço silício tem um circuito de histerese estreito, portanto, usá-lo para núcleos de transformadores resulta em menos perda de histerese, reduzindo significativamente a geração de calor.

Como o aço silício tem as vantagens acima, por que não usar um bloco sólido de aço silício para o núcleo, em vez de processá-lo em chapas?

Isso ocorre porque o núcleo laminado pode reduzir outro tipo de perda de ferro - 'perda por correntes parasitas'. Quando um transformador está operando, há corrente alternada nas bobinas, e o fluxo magnético que ele gera é, obviamente, também alternado. Essa mudança no fluxo magnético induz uma corrente no núcleo de ferro. A corrente induzida no núcleo de ferro circula em um plano perpendicular à direção do fluxo magnético, daí o nome corrente parasita. A perda de corrente parasita também faz com que o núcleo de ferro aqueça. Para reduzir as perdas por correntes parasitas, o núcleo do transformador é feito de chapas de aço silício empilhadas e isoladas umas das outras. Isso força as correntes parasitas a fluir em caminhos estreitos e alongados através de seções transversais menores, aumentando a resistência no caminho das correntes parasitas. Simultaneamente, o silício no aço aumenta a resistividade do material, reduzindo ainda mais as correntes parasitas.

Os núcleos do transformador são normalmente feitos de chapas de aço silício laminadas a frio com 0,35 mm de espessura. Essas folhas são cortadas em tiras retangulares de acordo com as dimensões exigidas do núcleo e depois empilhadas em formato de “E” ou “I”. Teoricamente, para minimizar as correntes parasitas, chapas de aço silício mais finas e tiras mais estreitas seriam mais eficazes. Isso não apenas reduziria as perdas por correntes parasitas e o aumento da temperatura, mas também economizaria no material de aço silício. Contudo, na prática, ao fabricar núcleos de aço silício, não se pode considerar apenas estas vantagens, pois isso aumentaria significativamente o tempo de fabricação e reduziria a área de seção transversal efetiva do núcleo. Portanto, ao fabricar núcleos de transformadores a partir de chapas de aço silício, as circunstâncias específicas devem ser consideradas e um equilíbrio entre vantagens e desvantagens deve ser pesado para selecionar as dimensões apropriadas.