Što je idealan transformator: radni i fazorski dijagram

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Prije nego što razgovaramo o idealnom transformatoru, razgovarajmo transformator . Transformator je fiksni električni uređaj koji se koristi za prijenos električna energija između dva kruga uz održavanje stabilne frekvencije i također povećanje / smanjenje struje ili napona. Princip rada transformatora je „ Faradayev zakon indukcije «. Kada se promijeni struja u glavnom namotu, promijenit će se magnetski tok, tako da se unutar sekundarne zavojnice može pojaviti inducirani EMF. Praktični transformator uključuje neke gubitke poput gubitaka jezgre i gubitaka bakra. Gubitak bakra može se definirati kao namotaji transformatora koji uključuju otpor kao i reaktansu koja uzrokuje određeni gubitak naziva se gubitak bakra. Gubitak jezgre u transformatoru nastaje kad je transformator pod naponom, gubitak jezgre se ne mijenja s opterećenjem. Te gubitke uzrokuju dva čimbenika poput vrtloga i histereze. Zbog tih gubitaka izlazna snaga transformatora manja je od ulazne snage.

Što je idealan transformator?

Definicija: Transformator koji nema gubitaka poput bakra i jezgre poznat je kao idealan transformator. U ovom transformatoru izlazna snaga je ekvivalentna ulaznoj snazi. Učinkovitost ovog transformatora je 100%, što znači da u transformatoru nema gubitka snage.




ideal-transformator

ideal-transformator

Princip rada idealnog transformatora

Idealni transformator djeluje na dva principa, poput kada električna struja generira a magnetski polje i promjenjivo magnetsko polje u zavojnici inducira napon na krajevima zavojnice. Kada se struja promijeni unutar primarne zavojnice, tada se razvija magnetski tok. Dakle, promjena magnetskog polja može inducirati napon unutar sekundarne zavojnice.



Kad struja teče kroz primarnu zavojnicu, tada stvara magnetsko polje. Dva namota umotana su u područje vrlo visoke magnetske jezgre poput željeza, pa se magnetski tok opskrbljuje kroz dva namota. Jednom kada je opterećenje spojeno na sekundarnu zavojnicu, tada će napon i struja biti u naznačenom smjeru.

Svojstva

The svojstva idealnog transformatora uključuju sljedeće.

  • Dva namota ovog transformatora imaju mali otpor.
  • Zbog otpora, vrtložne struje i histereze nema gubitaka u transformatoru.
  • Učinkovitost ovog transformatora je 100%
  • Ukupni tok stvoren u transformatoru ograničio je jezgru i spajao se s namotima. Stoga je njegovo curenje fluksa i induktiviteta nula.

Jezgra ima neograničenu propusnost, pa je za zanemarivu magnetomotivnu silu potrebna raspoređivanje fluksa unutar jezgre.
Idealan model transformatora prikazan je u nastavku. Ovaj je transformator idealan u tri uvjeta kada nema protok curenja, nema otpor namota i nema gubitka željeza unutar jezgre. Svojstva praktičnih i idealnih transformatora nisu međusobno slična.


Idealne jednadžbe transformatora

Svojstva o kojima smo gore govorili nisu primjenjiva na praktični transformator. U idealnom tipu transformatora snaga o / p jednaka je snazi ​​i / p. Dakle, nema gubitka snage.

E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ inače E2 * I2 = E1 * I1

E2 / E1 = I2 / I1

Dakle, jednadžba omjera pretvorbe prikazana je u nastavku.

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

Primarne i sekundarne struje su obrnuto proporcionalne njihovim odgovarajućim zavojima.

Phasorov dijagram idealnog transformatora

Fazorski dijagram ovog transformatora s br opterećenje prikazano je dolje. Kada je transformator u stanju praznog hoda, tada struja unutar sekundarne zavojnice može biti nula koja je I2 = 0

Na gornjoj slici,

'V1' je glavni napon napajanja

‘E1’ je induciran e.m.f

‘I1’ je glavna struja

‘Ø’ je uzajamni tok

V2 ’je sekundarni napon o / p.

‘E2’ je sekundarno inducirani e.m.f.

Kada namoti transformatora imaju nultu impedansu, tada inducirani napon unutar glavne mreže navijanje ‘E1’ je ekvivalentan primijenjenom naponu ‘V1’. Ali Lenzov zakon kaže da je glavni namot E1 ekvivalentan i obrnut od primarnog napona 'V1'. Glavna struja koja crpi napajanje može biti dovoljna da generira izmjenični tok ‘Ø’ unutar jezgre. Dakle, ta je struja poznata i kao struja magnetiziranja jer magnetizira jezgru i raspoređuje tok unutar jezgre.

Stoga su i glavna struja i izmjenični tok u jednakoj fazi. Glavna struja zaostaje za naponom s 90 stupnjeva. Budući da se e.m.f inducirani u dva namota induciraju sa sličnim međusobnim tokom „Ø“. Dakle, oba namota su u sličnom smjeru.

Kada sekundarni namot transformatora ima nultu impedansu, tada će inducirani e.m.f u namotu i napon sekundarnog o / p biti jednaki po veličini i smjeru.

Prednosti

Prednosti idealnog transformatora uključuju sljedeće.

  • Nema gubitaka poput histereze, vrtloga i bakra.
  • Omjeri napona i struje savršeno se temelje na uvijanju zavojnice.
  • Nema curenja fluksa
  • Ne ovisi o učestalosti
  • Savršena linearnost
  • Nema zalutale induktivnosti i kapacitivnosti

Dakle, ideal transformator je zamišljeni transformator, a ne praktični transformator. Ovaj se transformator uglavnom koristi u svrhu obrazovanja. Evo pitanja za vas, koje su primjene idealnog transformatora?