Usare un chiodo di ferro come nucleo del trasformatore non è pratico o efficiente. I nuclei dei trasformatori sono generalmente realizzati con materiali specializzati come acciaio al silicio o leghe di ferro progettati per migliorare le proprietà magnetiche. I chiodi di ferro, sebbene composti di ferro, non hanno la composizione specifica e le proprietà necessarie per un’efficiente generazione di flusso magnetico e prestazioni del nucleo nei trasformatori. Non sono prodotti secondo specifiche precise richieste per ridurre al minimo le perdite di energia o massimizzare la densità del flusso magnetico, che sono fondamentali per l’efficienza e le prestazioni del trasformatore.
Il nucleo di un trasformatore è generalmente costituito da materiali come acciaio al silicio, ferrite o leghe metalliche amorfe. Questi materiali sono scelti per le loro proprietà magnetiche, tra cui elevata permeabilità magnetica e caratteristiche di bassa perdita del nucleo. L’acciaio al silicio, in particolare, è ampiamente utilizzato grazie alla sua capacità di condurre il flusso magnetico in modo efficiente riducendo al minimo le perdite per correnti parassite attraverso la sua struttura a grani orientati. I nuclei di ferrite sono spesso utilizzati nei trasformatori ad alta frequenza grazie alle loro eccellenti proprietà magnetiche a frequenze più elevate, mentre le leghe metalliche amorfe offrono basse perdite nel nucleo e alta efficienza in determinate applicazioni.
Il ferro è comunemente usato come materiale centrale nei trasformatori a causa della sua elevata permeabilità magnetica e relativa abbondanza. I nuclei di ferro consentono processi di magnetizzazione e smagnetizzazione efficienti, consentendo ai trasformatori di trasferire energia elettrica con perdite minime. Le proprietà magnetiche del ferro possono essere ulteriormente migliorate legandolo con piccole quantità di altri elementi o utilizzando tecniche di lavorazione specifiche, come la ricottura, per ottimizzare le prestazioni del nucleo. Nel complesso, le caratteristiche magnetiche del ferro lo rendono adatto per i nuclei dei trasformatori in un’ampia gamma di applicazioni, dalla distribuzione di energia ai dispositivi elettronici.
La realizzazione del nucleo di ferro di un trasformatore prevede diverse fasi per modellare e preparare il materiale di ferro per l’utilizzo nella produzione di trasformatori. Il processo inizia tipicamente con la selezione di un grado adatto di acciaio al silicio o lega di ferro che soddisfi le proprietà magnetiche e meccaniche richieste. Il nucleo di ferro viene quindi formato in lamierini o fogli per ridurre le perdite per correnti parassite, che rappresentano una delle principali fonti di perdita di energia nei trasformatori. I lamierini sono isolati l’uno dall’altro per evitare cortocircuiti elettrici e sono impilati e incollati insieme per formare la struttura centrale. Il nucleo finale è spesso sottoposto a trattamenti termici o processi di ricottura per migliorare le proprietà magnetiche e garantire la stabilità dimensionale. La produzione corretta del nucleo in ferro di un trasformatore implica una progettazione precisa e una selezione dei materiali per ottenere prestazioni ed efficienza ottimali nel trasferimento di energia elettrica.
