Lõi không cần phải có hình tròn, nhưng nó phải được đóng lại, nếu không thì thông lượng liên kết sẽ rất thấp.
Hơn nữa, thực tế là đường ống rỗng không cải thiện được tình hình, vì thông lượng được tập trung ở nơi có độ thấm cao hơn, tức là trong lõi, nhưng phần lưới của lõi trong trường hợp của bạn là nhỏ. Trong thực tế, hầu hết các phần của cuộn dây chứa đầy không khí, có độ thấm kém.
Bạn không thể đóng lõi bằng một đoạn dây sắt đơn giản. Nó sẽ không hiệu quả, vì thông lượng sẽ bị hạn chế trong phần nhỏ hơn của dây. Hãy nhớ rằng từ thông tuân theo một loại "định luật Ohm cho các mạch từ", được gọi là định luật Hopkinson .
Vai trò của điện trở được thực hiện bởi một đại lượng gọi là miễn cưỡng , tỷ lệ thuận với phần ròng của lõi nơi dòng chảy. Thông lượng tương tự như hiện tại. Do đó một phần nhỏ sẽ hạn chế từ thông rất nhiều. Do vai trò của điện áp được thực hiện bởi lực từ (MMF) phụ thuộc vào dòng điện trong cuộn dây, bạn có thể hiểu rằng với cùng một dòng điện trong sơ cấp và độ miễn cưỡng cao do từ thông bị ràng buộc trong một phần nhỏ của dây , từ thông sẽ nhỏ, và do đó dòng điện cảm ứng trong thứ cấp sẽ nhỏ.
Nếu bạn cố gắng bơm thêm dòng điện trong sơ cấp, kết quả sẽ là lõi sẽ bão hòa (một hiệu ứng phi tuyến tính mạnh), với kết quả là tính thấm của nó sẽ giảm mạnh, làm mất nỗ lực của bạn.
Để có đủ khớp nối giữa hai cuộn dây, bạn cần một mạch từ khép kín với sự miễn cưỡng thấp đáng kể. Do đó, bạn cần một đường dẫn khép kín làm bằng vật liệu sắt từ với phần không đổi ít nhiều, vì bất kỳ sự thu hẹp nào trong phần này sẽ làm tăng sự miễn cưỡng.
EDIT (được nhắc bởi một nhận xét hữu ích bởi @Asmyldof)
Mặc dù, tôi đã giải thích ở trên tại sao thiết lập của bạn không hiệu quả đối với máy biến áp và giải thích vẫn còn tồn tại, có một số vấn đề cần lưu ý khi xử lý hoạt động của máy biến áp. Bài viết thú vị về máy biến thế này có hình ảnh đẹp và đi sâu vào chủ đề chi tiết hơn. Tôi sẽ chỉ ra ngắn gọn hai khía cạnh chính dưới đây.
Như tôi đã nói, để có thể có khớp nối cao giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp, bạn cần có sự miễn cưỡng thấp và lõi kín. Điều này đòi hỏi một lõi rắn với một đường dẫn từ kín. Liên quan đến thiết lập của bạn, điều này sẽ cải thiện tình hình, nhưng lưu ý rằng việc sử dụng lõi sắt từ cũng dẫn điện, như sắt, có những nhược điểm.
Đầu tiên (và thực sự quan trọng đối với một máy biến áp điện) có những tổn thất điện năng cốt lõi. Nếu lõi được làm bằng vật liệu dẫn điện tốt, dòng điện xoáy sẽ được tạo ra trong mặt cắt ngang của nó và điều này sẽ gây ra tổn thất điện năng bởi hệ thống sưởi Joule (như trong điện trở). Đây không phải là nguồn tổn thất cốt lõi duy nhất, nhưng đối với lõi dẫn điện, nó thường có liên quan nhất. Do đó, sử dụng một thanh sắt rắn làm lõi máy biến áp, bạn có nguy cơ mất nhiều năng lượng làm nóng chính lõi (đó là lý do tại sao lõi làm bằng sắt không rắn, chúng vẫn được "lấp đầy", nhưng được ép bằng nhiều lớp vật liệu cách điện).
Khía cạnh quan trọng thứ hai là bão hòa . Nếu bạn tăng dòng điện chính qua một giới hạn nhất định, lõi sẽ bão hòa và độ thấm sẽ giảm, do đó sự miễn cưỡng sẽ tăng lên. Có một lõi không hoàn toàn khép kín, trong trường hợp này, có lợi. Trong thực tế, đôi khi các lõi được xây dựng với một khe hở không khí nhỏ, tức là lõi tạo thành một vòng lặp gần như kín, nhưng không hoàn toàn. Khe hở không khí nhỏ có độ miễn cưỡng cao hơn nhiều so với phần lõi còn lại, do đó làm tăng sự miễn cưỡng chung của lõi + khe hở, có vẻ xấu, nhưng ưu điểm là khe hở giúp tuyến tính hóa lõi, tức là hạn chế ảnh hưởng của bão hòa. Hơn nữa, khoảng cách rất nhỏ (nói về độ dày của một tờ giấy) và điều này ngăn chặn dòng chảy phân tán trong không gian xung quanh lõi, do đó nó không làm xấu đi quá trình ghép nối quá nhiều.
Các liên kết thú vị khác về máy biến thế:
