כחשמלאים אנחנו מבינים כי השנאי מהווה חלק חשוב בשינוע והעברת האנרגיה ברחבי העולם.
נוף שלא זר לנו ברחובות על גבי העמודי חשמל אפשר למצוא שנאי אחד או שתיים (מעל לכך נמצא קיוסק ע"פ אמות המידה)
השנאי נחשב מכונה חשמלית שמבצעת המרה של מתח למתח, בארץ השימוש להעביר ממתח עליון לגבוה לצמצם את הפסדי ההספק בקווים עיליים או ההפך בתחמ"ש מורידים את המתח מעליון לגבוה (תחנות המשנה) כדי להעביר את האנרגיה בביטחה לתעשייה ולמסחרי.
שינוי נוסף נעשה בתעשייה, במסחרי ולבתים הפרטיים שמוריד את המתח הגבוה למתח נמוך.
פעולת שינוי המתח נתונה לנו בנוסחה שמציגה את היחס בין הליפופים, מתחים וזרמים:
לשנאי קיימים שלושה סוגי עומסים :
עומס אוהמי כאשר מקדם ההספק 1 (או קרוב אליו מאוד)
עומס השראתי כאשר מקדם ההספק נמוך 0-0.9 (לדוגמה) כאשר הזרם מפגר אחרי המתח
עומס קיבולי כאשר מקדם ההספק בעל קוטביות הפוכה כאשר הזרם מקדים את המתח
לאחר שלמדנו לבצע חישוב שטח חתך למוליכים והגנות בפוסטים קודמים נפנה ללמוד לחשב את השנאי, לשם כך נבין את משולש ההספקים.
*VL ו-IL הם המתח והזרם השלוב (Line).
הספק פעיל, וואט (P): יח' מדידה-W ההספק שמבצע עבודה ממשית, על גרף ההספקים יופיע כציר X
הספק עיוור, וולט-אמפר ריאקטיבי (Q): יח' מדידה –VAR . הספק שאינו יוצר עבודה אל נדרש ליצירת השדות המגנטיים בשנאי, על גרף ההספקים יופיע כציר Y
הספק מדומה, וולט-אמפר (S): יח' מדידה –VA . ההספק הכולל שהשנאי מתוכנן לעמוד בו.
החישוב משתנה בהתאם למספר המופעים (פאזות) של השנאי, על גרף ההספקים יופיע כחישוב ווקטורי של בין נקודות X ו Y.
*חשוב לציין כי ההספק המדומה הוא זה שקובע את כושר העמסת השנאי
בלימודים לימדו אותנו שההספק המדומה שווה לשורש של הספק הפעיל בריבוע ועוד הספק עיוור בריבוע, חוק פיטגורס למשולש ישר זווית, היתר בריבוע (C) = לצלע ממול בריבוע (A) + הצלע ליד בריבוע (B)
ואת חישוב ייעילות המערכת נבצע ע"י חילוק ההספק הפעיל בהספק המדומה, נקבל את מקדם ההספק
מאחר והשנאי מתחמם כתוצאה מתנאי הסביבה וממעבר הזרם במוליכים, רועד כתוצאה מתנודת העלים שמרכיבים את הגרעין הפירומגנטי ויוצר רעש לסביבה אנו מכירים זאת כהפסדים
כלומר ההספק שנכנס לשנאי Pin לעולם לא יהיה שווה להספק שיוצא ממנו Pout בשל שני סוגי הפסדים עיקריים:
הפסדי ברזל PFe: הפסדים קבועים הנגרמים מהיסטרזיס וזרמי מערבולת בליבת השנאי. הפסדים אלו תלויים במתח ובתדר, נתון שמגיע מייצרן השנאי,הפסדי ברזל נמדדים בניסוי ריקם (ללא עומס), שבו מודדים הספק כניסה כאשר השנאי ללא עומס. זרם הריקם הוא אינדיקציה, אך ההפסדים עצמם הם ההספק הנמדד.
הפסדי נחושת PCu: הפסדים משתנים הנגרמים מהתנגדות הסלילים. הם תלויים בריבוע הזרם:
לחישוב הפסדי הנחושת נכפיל את התנגדות הנחושת בזרם בריבוע PCu=R*I²
עכשיו נוכל לחשב את סה"כ ההפסדים בשנאי
ואם אנחנו יודעים מהם הספק הכניסה, הספק היציאה וההפסדים בשנאי אפשר לחשב את נצילותו:
נצילות השנאי בדרך כלל גבוהה ונעה בין 95 ל 99 אחוז תלוי בגודל השנאי ההספק הנצרך ממנו ותנאי הסביבה.
נקודת העבודה האופטימלית של שנאי מתקבלת כאשר הפסדי הנחושת שווים להפסדי הברזל.
מה קורה שמשנים את העומס בשנאים?
כאשר הזרם יורד?
הפסדי הנחושת קטנים יותר, הפסדי הברזל ללא שינוי והייעילות נפגעת כשהעומס נמוך.
כאשר הזרם עולה?
הפסדי הנחושת גדולים יותר,טמפ' של המוליכים והליבה עולים, מעבר לזרם מסויים הייעילות נפגעת.
עקב התנגדות הסלילים והשראות זליגה, עלייה בזרם גורמת לירידת מתח ביציאה
כאשר המתח יורד?
הזרם בעומס יכול להעלות כדי לשמור על ההספק הנצרך מהרשת
כאשר המתח עולה?
הפסדי הברזל עולים, קיימת סכנת רוויה בליבת השנאי, זרם המיגנוט גדל.
