Preden se pogovorimo o idealnem transformatorju, se pogovorimo transformator . Transformator je fiksna električna naprava, ki se uporablja za prenos električna energija med dvema vezjema, hkrati pa ohranja stabilno frekvenco in povečuje / zmanjšuje tok ali napetost. Načelo delovanja transformatorja je ' Faradayev zakon indukcije '. Ko se spremeni tok v glavnem navitju, se spremeni magnetni tok, tako da lahko v sekundarni tuljavi nastane inducirani EMF. Praktični transformator vključuje nekaj izgub, kot so izgube jedra in izgube bakra. Izgubo bakra lahko opredelimo kot navitja transformatorja, ki vključuje odpornost in odpornost, da povzroči nekaj izgub, imenujemo izguba bakra. Izguba jedra v transformatorju se pojavi, ko je transformator pod napetostjo, izguba jedra se ne spremeni z obremenitvijo. Te izgube povzročata dva dejavnika, kot sta vrtinčenje in histereza. Zaradi teh izgub je izhodna moč transformatorja manjša od vhodne moči.
Kaj je idealen transformator?
Opredelitev: Transformator, ki nima izgub, kot sta baker in jedro, je znan kot idealen transformator. V tem transformatorju je izhodna moč enaka vhodni moči. Izkoristek tega transformatorja je 100%, kar pomeni, da v transformatorju ni izgube moči.
ideal-transformator
Delovno načelo idealnega transformatorja
Idealen transformator deluje na dveh principih, na primer kadar električni tok ustvarja a magnetno polje in spreminjajoče se magnetno polje v tuljavi inducira napetost na koncih tuljave. Ko se tok spremeni v primarni tuljavi, se razvije magnetni tok. Tako spreminjanje magnetnega polja lahko povzroči napetost v sekundarni tuljavi.
Ko tok teče skozi primarno tuljavo, ustvari magnetno polje. Oba navitja sta ovita v območje zelo visokega magnetnega jedra, kot je železo, zato se magnetni tok dovaja skozi oba navitja. Ko je tovor priključen na sekundarno tuljavo, bosta napetost in tok v navedeni smeri.
Lastnosti
The lastnosti idealnega transformatorja vključujejo naslednje.
- Oba navitja tega transformatorja imata majhen upor.
- Zaradi upora, vrtinčnega toka in histereze v transformatorju ni izgub.
- Učinkovitost tega transformatorja je 100%
- Skupni tok, ustvarjen v transformatorju, je omejeval jedro in se povezal z navitji. Zato je uhajanje toka in induktivnosti nič.
Jedro ima neomejeno prepustnost, zato je za razporeditev pretoka znotraj jedra potrebna zanemarljiva magnetno sila.
Idealni model transformatorja je prikazan spodaj. Ta transformator je idealen v treh pogojih, ko nima pretoka uhajanja, odpornosti navitij in izgube železa v jedru. Lastnosti tako praktičnih kot idealnih transformatorjev si med seboj niso podobne.
Idealne enačbe transformatorjev
Lastnosti, o katerih smo govorili zgoraj, niso uporabne za praktični transformator. V idealnem tipu transformatorja je moč o / p enaka moči i / p. Tako ni izgube moči.
E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ drugače E2 * I2 = E1 * I1
E2 / E1 = I2 / I1
Tako je enačba razmerja pretvorbe prikazana spodaj.
V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K
Primarni in sekundarni tokovi so obratno sorazmerni z njihovim zasukom.
Phazorjev diagram idealnega transformatorja
Fazorni diagram tega transformatorja s št obremenitev je prikazano spodaj. Ko je transformator v stanju praznega hoda, je lahko tok znotraj sekundarne tuljave enak nič, kar je I2 = 0
Na zgornji sliki
»V1« je glavna napajalna napetost
„E1“ je induciran e.m.f
„I1“ je glavni tok
„Ø“ je vzajemni tok
V2 ’je sekundarna napetost o / p.
„E2“ je sekundarno induciran e.m.f.
Ko imajo navitja transformatorja impedanco nič, potem inducirana napetost v glavnem navijanje „E1“ je enaka uporabljeni napetosti „V1“. Toda Lenzov zakon določa, da je glavno navitje E1 enakovredno in obratno primarni napetosti 'V1'. Glavni tok, ki črpa dovod, je lahko dovolj, da v jedru ustvari izmenični tok „Ø“. Torej je ta tok znan tudi kot magnetni tok, saj magnetizira jedro in razporeja tok znotraj jedra.
Zato sta tako glavni tok kot izmenični tok v enaki fazi. Glavni tok za 90 stopinj zaostaja za napetostjo. Ker so e.m.f, inducirani v dveh navitjih, inducirani s podobnim medsebojnim tokom 'Ø'. Tako sta oba navitja v podobni smeri.
Ko ima sekundarno navitje transformatorja impedanco nič, bo inducirani e.m.f v navitju in sekundarni o / p napetosti enak po velikosti in smeri.
Prednosti
Prednosti idealnega transformatorja vključujejo naslednje.
- Ni izgub, kot so histereza, vrtinci in baker.
- Razmerja napetosti in toka popolnoma temeljijo na zasukih tuljave.
- Uhajanja toka ni
- To ni odvisno od pogostosti
- Popolna linearnost
- Brez blodne induktivnosti in kapacitivnosti
Tako ideal transformator je namišljeni transformator, ne pa praktični transformator. Ta transformator se uporablja predvsem za izobraževanje. Tukaj je vprašanje za vas, kakšne so aplikacije idealnega transformatorja?
