Co to jest idealny transformator: wykres roboczy i wskazowy

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Zanim przejdziemy do omówienia idealnego transformatora, omówmy transformator . Transformator to stałe urządzenie elektryczne, używane do przenoszenia energia elektryczna pomiędzy dwoma obwodami przy zachowaniu stabilnej częstotliwości, a także zwiększaniu / zmniejszaniu prądu lub napięcia. Zasada działania transformatora to „ Prawo Faradaya indukcji ”. Kiedy prąd w uzwojeniu głównym zostanie zmieniony, wówczas strumień magnetyczny zostanie zmieniony, tak że indukowana siła elektromagnetyczna może wystąpić w cewce wtórnej. Praktyczny transformator obejmuje pewne straty, takie jak straty w rdzeniu i straty miedzi. Straty miedzi można zdefiniować jako, że uzwojenia transformatora, które zawierają rezystancję, a także reaktancję powodującą pewne straty, nazywa się stratą miedzi. Strata rdzenia w transformatorze występuje, gdy transformator jest zasilany, a strata rdzenia nie zmienia się wraz z obciążeniem. Straty te są spowodowane przez dwa czynniki, takie jak wir i histereza. Z powodu tych strat moc wyjściowa transformatora jest mniejsza niż moc wejściowa.

Co to jest idealny transformator?

Definicja: Transformator, który nie ma żadnych strat, takich jak miedź i rdzeń, jest znany jako idealny transformator. W tym transformatorze moc wyjściowa jest równoważna mocy wejściowej. Sprawność tego transformatora wynosi 100%, co oznacza, że ​​nie ma strat mocy w transformatorze.




idealny transformator

idealny transformator

Zasada działania idealnego transformatora

Idealny transformator działa na dwóch zasadach, na przykład gdy prąd elektryczny generuje magnetyczny pole i zmieniające się pole magnetyczne w cewce indukuje napięcie na końcach cewki. Kiedy prąd zmienia się w cewce pierwotnej, powstaje strumień magnetyczny. Zatem zmieniające się pole magnetyczne może indukować napięcie w cewce wtórnej.



Kiedy prąd przepływa przez cewkę pierwotną, tworzy pole magnetyczne. Dwa uzwojenia są owinięte w obszarze bardzo silnego rdzenia magnetycznego, takiego jak żelazo, więc strumień magnetyczny przechodzi przez dwa uzwojenia. Po podłączeniu obciążenia do cewki wtórnej napięcie i prąd będą miały wskazany kierunek.

Nieruchomości

Plik właściwości idealnego transformatora obejmują następujące elementy.

  • Dwa uzwojenia tego transformatora mają mały opór.
  • Ze względu na rezystancję, prąd wirowy i histerezę nie ma strat w transformatorze.
  • Sprawność tego transformatora wynosi 100%
  • Całkowity strumień generowany w transformatorze ograniczył rdzeń i łączy się z uzwojeniami. Dlatego jego strumień i upływ indukcyjności wynosi zero.

Rdzeń ma nieograniczoną przepuszczalność, więc do ułożenia strumienia w rdzeniu niezbędna jest znikoma siła magnetomotoryczna.
Idealny model transformatora pokazano poniżej. Ten transformator jest idealny w trzech warunkach, kiedy nie ma strumienia upływu, nie ma rezystancji uzwojeń i nie ma strat żelaza w rdzeniu. Właściwości praktycznych i idealnych transformatorów nie są do siebie podobne.


Idealne równania transformatora

Właściwości, które omówiliśmy powyżej, nie mają zastosowania do praktycznego transformatora. W idealnym transformatorze moc o / p jest równa mocy i / p. W ten sposób nie ma utraty mocy.

E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ w innym przypadku E2 * I2 = E1 * I1

E2 / E1 = I2 / I1

W związku z tym równanie współczynnika konwersji pokazano poniżej.

V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K

Prądy pierwotne i wtórne są odwrotnie proporcjonalne do ich odpowiednich skrętów.

Schemat wskazowy idealnego transformatora

Schemat wskazowy tego transformatora bez Załaduj pokazano poniżej. Gdy transformator jest w stanie bez obciążenia, wówczas prąd w cewce wtórnej może wynosić zero, czyli I2 = 0

Na powyższym rysunku

„V1” to główne napięcie zasilania

„E1” jest indukowany e.m.f

„I1” to prąd główny

„Ø” to wzajemny przepływ

V2 ’jest wtórnym napięciem O / p.

„E2” jest wtórnym indukowanym e.m.f.

Gdy uzwojenia transformatora mają zerową impedancję, to indukowane napięcie w sieci meandrowy „E1” odpowiada przyłożonemu napięciu „V1”. Jednak prawo Lenza mówi, że główne uzwojenie E1 jest równoważne i odwrotne do napięcia pierwotnego „V1”. Główny prąd, który pobiera zasilanie, może wystarczyć do wytworzenia zmiennego strumienia „Ø” w rdzeniu. Więc ten prąd jest również znany jako prąd magnesujący, ponieważ magnetyzuje rdzeń i układa strumień w rdzeniu.

Dlatego zarówno prąd główny, jak i strumień przemienny są w równej fazie. Prąd główny pozostaje w tyle za zasilaniem o 90 stopni. Ponieważ e.m.f indukowane w dwóch uzwojeniach są indukowane z podobnym wzajemnym strumieniem „Ø”. Tak więc oba uzwojenia są w podobnym kierunku.

Gdy uzwojenie wtórne transformatora ma zerową impedancję, to indukowane e.m.f w uzwojeniu i wtórne napięcie o / p będzie takie samo pod względem wielkości i kierunku.

Zalety

Zalety idealnego transformatora są następujące.

  • Nie ma strat, takich jak histereza, wir i miedź.
  • Współczynniki napięcia i prądu są doskonale oparte na skrętach cewki.
  • Nie ma wycieku strumienia
  • To nie zależy od częstotliwości
  • Doskonała liniowość
  • Brak zbłąkanej indukcyjności i pojemności

Zatem ideał transformator jest wyimaginowanym transformatorem, a nie praktycznym transformatorem. Ten transformator jest używany głównie do celów edukacyjnych. Oto pytanie do Ciebie, jakie są zastosowania idealnego transformatora?