Преди да обсъдим идеален трансформатор, нека обсъдим трансформатора . Трансформаторът е неподвижно електрическо устройство, използвано за прехвърляне на електрическа енергия между две вериги, като същевременно поддържа стабилна честота и също увеличава / намалява тока или напрежението. Принципът на работа на трансформатора е „ Законът на Фарадей на индукция ”. Когато токът в главната намотка се промени, тогава магнитният поток ще се промени, така че да може да възникне индуцирана ЕМП във вторичната намотка. Практичният трансформатор включва някои загуби като загуби в сърцевината и загуби на мед. Загубата на мед може да се определи като трансформаторни намотки, които включват съпротивление, както и реактивно съпротивление, за да причинят известна загуба, се нарича загуба на мед. Загубата на сърцевината в трансформатора възниква, когато трансформаторът е захранван, загубата на сърцевината не се променя с натоварване. Тези загуби са причинени от два фактора като вихър и хистерезис. Поради тези загуби изходната мощност на трансформатора е по-малка от входната мощност.
Какво е идеалният трансформатор?
Определение: Трансформаторът, който няма загуби като мед и сърцевина, е известен като идеален трансформатор. В този трансформатор изходната мощност е еквивалентна на входната мощност. Ефективността на този трансформатор е 100%, което означава, че няма загуба на мощност в трансформатора.
идеален-трансформатор
Принцип на работа на идеалния трансформатор
Идеалният трансформатор работи на два принципа, например когато електрически ток генерира a магнитни поле и променящото се магнитно поле в бобина индуцира напрежение в краищата на бобината. Когато токът се промени в рамките на първичната намотка, тогава се развива магнитният поток. Така че променящото се магнитно поле може да предизвика напрежение във вторичната намотка.
Когато токът протича през първичната намотка, тогава той създава магнитно поле. Двете намотки са увити в областта на много високо магнитно ядро като желязо, така че магнитният поток се подава през двете намотки. След като към вторичната намотка е свързан товар, тогава напрежението и токът ще бъдат в посочената посока.
Имоти
The свойства на идеален трансформатор включват следното.
- Двете намотки на този трансформатор имат малко съпротивление.
- Поради съпротивлението, вихровия ток и хистерезиса няма загуби в трансформатора.
- Ефективността на този трансформатор е 100%
- Общият поток, генериран в трансформатора, е ограничил сърцевината и се свързва с намотките. Следователно изтичането на неговия поток и индуктивност е нула.
Сърцевината има неограничена пропускливост, така че е необходима незначителна магнитомоторна сила за подреждане на потока в сърцевината.
Идеален модел на трансформатор е показан по-долу. Този трансформатор е идеален при три условия, когато няма поток от течове, няма устойчивост на намотки и няма загуба на желязо в сърцевината. Свойствата на практичните, както и на идеалните трансформатори, не си приличат.
Идеални трансформаторни уравнения
Свойствата, които обсъдихме по-горе, не са приложими за практичния трансформатор. В идеален тип трансформатор мощността o / p е равна на мощността i / p. По този начин няма загуба на мощност.
E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ в противен случай E2 * I2 = E1 * I1
E2 / E1 = I2 / I1
По този начин уравнението на коефициента на преобразуване е показано по-долу.
V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K
Теченията на първичните и вторичните са обратно пропорционални на съответните им обрати.
Фазова диаграма на идеалния трансформатор
Фазовата диаграма на този трансформатор с не натоварване е показано по-долу. Когато трансформаторът е в състояние на празен ход, тогава токът във вторичната намотка може да бъде нула, което е I2 = 0
На горната фигура,
“V1’ е основното захранващо напрежение
„E1“ се индуцира e.m.f
‘I1’ е основният ток
‘Ø’ е взаимен поток
V2 ’е вторичното o / p напрежение.
‘E2’ е вторично индуцираният e.m.f.
Когато намотките на трансформатора имат нулев импеданс, тогава индуцираното напрежение в основната ликвидация „E1“ е еквивалентно на приложеното напрежение „V1“. Но законът на Ленц гласи, че основната намотка E1 е еквивалентна и обратна на първичното напрежение ‘V1’. Основният ток, който черпи захранването, може да бъде достатъчен, за да генерира променлив поток ‘Ø’ в сърцевината. Така че този ток е известен още като намагнителен ток, тъй като той магнетизира сърцевината и подрежда потока в сърцевината.
Следователно както основният ток, така и променливият поток са в еднаква фаза. Основният ток изостава от захранващото напрежение с 90 градуса. Тъй като e.m.f, индуцирани в две намотки, се индуцират с подобен взаимен поток ‘Ø’. По този начин и двете намотки са в подобна посока.
Когато вторичната намотка на трансформатора има нулев импеданс, тогава индуцираният e.m.f във намотката и вторичното o / p напрежение ще бъде еднакъв по големина и посока.
Предимства
Предимствата на идеалния трансформатор включват следното.
- Няма загуби като хистерезис, вихри и мед.
- Съотношенията на напрежение и ток са перфектно базирани на усукванията на намотката.
- Няма изтичане на поток
- Това не зависи от честотата
- Перфектна линейност
- Без отклоняваща се индуктивност и капацитет
По този начин, идеал трансформатор е въображаем трансформатор, а не практически трансформатор. Този трансформатор се използва главно за целите на образованието. Ето един въпрос към вас, какви са приложенията на идеалния трансформатор?
