Mielőtt megbeszélést folytatnánk egy ideális transzformátorról, beszéljük meg a transzformátor . A transzformátor egy rögzített elektromos eszköz, amelyet a transzformátorra használnak elektromos energia két áramkör között stabil frekvencia fenntartása mellett az áram vagy a feszültség növelésével / csökkentésével. A transzformátor működési elve a következő: Faraday törvénye az indukció ”. Amikor a főtekercs áramát megváltoztatják, akkor a mágneses fluxus megváltozik, így indukált EMF léphet fel a szekunder tekercsen belül. A praktikus transzformátor tartalmaz néhány veszteséget, például magveszteséget és rézveszteséget. A rézveszteséget úgy definiálhatjuk, hogy a transzformátor tekercselését, amely magában foglalja az ellenállást, valamint a reaktanciát, hogy valamilyen veszteséget okozzon, réz veszteségnek nevezzük. A transzformátor magvesztesége akkor keletkezik, amikor a transzformátor feszültség alá kerül, a magveszteség nem változik terheléssel. Ezeket a veszteségeket két tényező okozza, mint az örvény és a hiszterézis. Ezen veszteségek miatt a transzformátor kimenő teljesítménye kisebb, mint a bemeneti teljesítmény.
Mi az ideális transzformátor?
Meghatározás: Az a transzformátor, amelynek nincs vesztesége, mint a réz és a mag, ideális transzformátorként ismert. Ebben a transzformátorban a kimenő teljesítmény egyenértékű a bemeneti teljesítménnyel. Ennek a transzformátornak a hatékonysága 100%, ami azt jelenti, hogy a transzformátoron belül nincs energiaveszteség.
ideális-transzformátor
Az ideális transzformátor működési elve
Az ideális transzformátor két alapelven működik, például amikor elektromos áram generál a mágneses mező és a tekercsben változó mágneses mező feszültséget indukál a tekercsvégeken. Amikor az áram az elsődleges tekercsen belül megváltozik, kialakul a mágneses fluxus. Tehát a mágneses tér megváltoztatása feszültséget indukálhat a szekunder tekercsben.
Amikor az áram átfolyik a primer tekercsen, akkor mágneses teret hoz létre. A két tekercs egy nagyon magas mágneses mag körzetébe van tekerve, mint a vas, így a mágneses fluxus a két tekercsen keresztül táplálkozik. Miután a szekunder tekercshez terhelés csatlakozik, a feszültség és az áram a jelzett irányba mutat.
Tulajdonságok
A egy ideális transzformátor tulajdonságai a következőket tartalmazzák.
- A transzformátor két tekercsének kis ellenállása van.
- Az ellenállás, az örvényáram és a hiszterézis miatt nincs veszteség a transzformátorban.
- A transzformátor hatékonysága 100%
- A transzformátorban keletkező teljes fluxus korlátozta a magot és csatlakozik a tekercsekhez. Ezért fluxus- és induktivitási szivárgása nulla.
A mag korlátlan permeabilitással rendelkezik, ezért elhanyagolható magnetomotoros erő szükséges a magon belüli fluxus rendezéséhez.
Az alábbiakban egy ideális transzformátor modell látható. Ez a transzformátor ideális három olyan körülmények között, amikor nincs szivárgási fluxus, nincs tekercselési ellenállás és nincs vasveszteség a magban. A praktikus és ideális transzformátorok tulajdonságai sem hasonlítanak egymásra.
Ideális transzformátoregyenletek
A fentiekben tárgyalt tulajdonságok nem alkalmazhatók a gyakorlati transzformátorra. Egy ideális típusú transzformátorban az o / p teljesítmény megegyezik az i / p teljesítményével. Így nincs energiaveszteség.
E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ különben E2 * I2 = E1 * I1
E2 / E1 = I2 / I1
Így az alábbiakban a konverziós arány egyenletét mutatjuk be.
V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K
Az elsődleges és a másodlagos áramok fordítottan arányosak a megfelelő fordulataikkal.
Az ideális transzformátor szakaszdiagramja
Ennek a transzformátornak a fázisdiagramja nem Betöltés alább látható. Ha a transzformátor üresjárati állapotban van, akkor a szekunder tekercsben az áram nulla lehet, azaz I2 = 0
A fenti ábrán
A „V1” a fő tápfeszültség
Az „E1” e.m.f
Az ’I1’ a főáram
’Ø’ a kölcsönös fluxus
V2 ’a szekunder o / p feszültség.
Az „E2” a másodlagos indukált e.m.f.
Amikor a transzformátor tekercseinek nulla impedanciája van, akkor az indukált feszültség a fővezetéken belül kanyargó Az „E1” egyenértékű az alkalmazott „V1” feszültséggel. De Lenz törvénye kimondja, hogy az E1 fő tekercs egyenértékű és fordított a „V1” primer feszültséggel. A tápellátást biztosító főáram elégséges lehet ahhoz, hogy váltakozó fluxust generáljon a magban. Tehát ez az áram mágnesező áram néven is ismert, mivel mágnesezi a magot és rendezi a fluxust a magban.
Ezért a főáram és a váltakozó fluxus is azonos fázisban van. A főáram 90 fokkal elmarad a feszültségellátástól. Mivel a két tekercsben indukált e.m.f hasonló „Ø” kölcsönös fluxussal indukálódik. Így mindkét tekercs hasonló irányú.
Amikor a transzformátor szekunder tekercsének impedanciája nulla, akkor az indukált e.m.f tekercselésben és a szekunder o / p feszültségben nagysága és iránya megegyezik.
Előnyök
Az ideális transzformátor előnyei a következők.
- Nincsenek olyan veszteségek, mint a hiszterézis, az örvény és a réz.
- A feszültség és áram arányok tökéletesen a tekercs csavarjain alapulnak.
- Nincs fluxus szivárgás
- Ez nem a gyakoriságtól függ
- Tökéletes linearitás
- Nincs kóbor induktivitás és kapacitás
Így egy ideál transzformátor egy képzeletbeli transzformátor, nem pedig praktikus transzformátor. Ezt a transzformátort elsősorban oktatási célokra használják. Itt van egy kérdés az Ön számára, mik az ideális transzformátor alkalmazásai?
