Transformatörlerin (trafo) çalışırken çıkardığı ve genellikle “uğultu” olarak adlandırılan o ritmik ses, elektrik dinleyen herkesin aşina olduğu bir durumdur. Bu ses genellikle bir arıza belirtisi olmasa da, belirli fiziksel ve mekanik süreçlerin doğal bir sonucudur.
Manyetostriksiyon (Manyetik Büzülme) Etkisi
Trafolardaki uğultunun en temel ve birincil nedeni manyetostriksiyon adı verilen fiziksel bir olgudur.
-
Nedir? Manyetik bir malzeme (trafonun içindeki silisli sac çekirdek), içinden geçen alternatif akımın (AC) yarattığı manyetik alana maruz kaldığında boyut değiştirir. Yani çok küçük boyutlarda genişler ve daralır.
-
Sese Nasıl Dönüşür? Şebeke frekansı genellikle 50 Hz veya 60 Hz’dir. Akım her döngüde iki kez yön değiştirdiği için, çekirdek saniyede 100 veya 120 kez büzülüp genleşir. Bu mekanik hareket, havada bizim “uğultu” olarak duyduğumuz 100 Hz/120 Hz frekansındaki ses dalgalarını üretir.
Gevşek Çekirdek Sacları ve Bobin Sarımları
Trafoların kalbi, üst üste lamine edilmiş yüzlerce ince demir/çelik sacdan oluşur.
-
Zamanla yüksek sıcaklık, sürekli titreşim veya üretim kalitesindeki küçük kusurlar nedeniyle bu sacları bir arada tutan cıvatalar ve sıkıştırma elemanları gevşeyebilir.
-
Manyetik alanın etkisiyle bu gevşek saclar birbirine çarparak mikro titreşimler üretir. Benzer şekilde, bobin sargıları düzgün sabitlenmediğinde de manyetik kuvvetlerin etkisiyle titreyerek uğultunun şiddetini artırır.
Rezonans ve Fiziksel Yapı
Bazen trafonun kendisi çok yüksek bir ses üretmese de, bulunduğu ortam bu sesi devasa bir amfiye dönüştürebilir.
-
Trafonun dış tankı, montaj ayakları veya içine konulduğu kabinin (köşk) metal panelleri, trafo çekirdeğinin titreşim frekansıyla rezonansa girebilir.
-
Eğer trafonun doğal titreşim frekansı ile etrafındaki yapının frekansı eşleşirse, ses dalgaları katlanarak büyür ve dışarıya çok daha güçlü bir uğultu olarak yansır.
Aşırı Yüklenme ve Harmonik Bozulmalar
Trafonun çektiği yük miktarı ve elektriğin kalitesi de ses seviyesini doğrudan etkiler.
-
Aşırı Yük: Trafodan kapasitesinin üzerinde akım çekildiğinde, manyetik alan şiddeti ve dolayısıyla manyetostriksiyon etkisi artar. Bu da uğultunun belirgin şekilde feryada dönüşmesine neden olur.
-
Harmonikler: Şebekedeki doğrusal olmayan yüklerin (endüstriyel cihazlar, büyük sürücüler vb.) yarattığı harmonik dalgalar, trafoda normal frekansın dışında ek titreşimler yaratır. Bu durum hem trafonun ısınmasına hem de normalden daha düzensiz ve rahatsız edici bir gürültü çıkarmasına yol açar.