Než začneme diskutovat o ideálním transformátoru, pojďme se bavit transformátor . Transformátor je pevné elektrické zařízení, které se používá k přenosu elektrická energie mezi dvěma obvody při zachování stabilní frekvence a také zvyšování / snižování proudu nebo napětí. Princip fungování transformátoru je „ Faradayův zákon indukce “. Když se změní proud v hlavním vinutí, změní se magnetický tok, takže v sekundární cívce může dojít k indukovanému EMF. Praktický transformátor zahrnuje některé ztráty, jako jsou ztráty jádra a ztráty mědi. Ztráta mědi může být definována jako vinutí transformátoru, které zahrnuje odpor i reaktanci způsobující určitou ztrátu, se nazývá ztráta mědi. Ztráta jádra v transformátoru nastává, když je transformátor napájen, ztráta jádra se nemění se zátěží. Tyto ztráty jsou způsobeny dvěma faktory, jako jsou víření a hystereze. Kvůli těmto ztrátám je výstupní výkon transformátoru menší než vstupní výkon.
Co je ideální transformátor?
Definice: Transformátor, který nemá žádné ztráty jako měď a jádro, je známý jako ideální transformátor. V tomto transformátoru je výstupní výkon ekvivalentní vstupnímu výkonu. Účinnost tohoto transformátoru je 100%, což znamená, že v transformátoru nedochází ke ztrátě výkonu.
ideální transformátor
Pracovní princip ideálního transformátoru
Ideální transformátor pracuje na dvou principech, jako když elektrický proud generuje a magnetický pole a měnící se magnetické pole v cívce indukuje napětí na koncích cívky. Když se proud změní v primární cívce, vznikne magnetický tok. Takže změna magnetického pole může vyvolat napětí v sekundární cívce.
Když proud protéká primární cívkou, vytváří magnetické pole. Obě vinutí jsou obalena v oblasti velmi vysokého magnetického jádra, jako je železo, takže magnetický tok dodává obě vinutí. Jakmile je zátěž připojena k sekundární cívce, bude napětí a proud v uvedeném směru.
Vlastnosti
The vlastnosti ideálního transformátoru zahrnout následující.
- Dvě vinutí tohoto transformátoru mají malý odpor.
- Kvůli odporu, vířivému proudu a hysterezi nedochází k žádným ztrátám v transformátoru.
- Účinnost tohoto transformátoru je 100%
- Celkový tok generovaný v transformátoru omezil jádro a spojil se s vinutími. Proto je jeho únik toku a indukčnosti nulový.
Jádro má neomezenou propustnost, takže k uspořádání toku uvnitř jádra je nezbytná zanedbatelná magnetomotorická síla.
Ideální model transformátoru je uveden níže. Tento transformátor je ideální ve třech podmínkách, kdy nemá žádný únikový tok, žádný odpor vinutí a žádnou ztrátu železa v jádře. Vlastnosti praktických i ideálních transformátorů se navzájem nepodobají.
Ideální rovnice transformátoru
Vlastnosti, o kterých jsme diskutovali výše, nejsou použitelné pro praktický transformátor. V transformátoru ideálního typu se výkon o / p rovná výkonu i / p. Nedochází tedy ke ztrátě energie.
E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ jinak E2 * I2 = E1 * I1
E2 / E1 = I2 / I1
Rovnice převodního poměru je tedy uvedena níže.
V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K.
Proudy primárního a sekundárního proudu jsou nepřímo úměrné jejich příslušným zákrutům.
Fázorové schéma ideálního transformátoru
Fázorový diagram tohoto transformátoru bez č zatížení je zobrazen níže. Když je transformátor ve stavu bez zátěže, může být proud v sekundární cívce nulový, tj. I2 = 0
“co dělá mux ”
Na výše uvedeném obrázku
„V1“ je hlavní napájecí napětí
„E1“ se indukuje e.m.f
„I1“ je hlavní proud
„Ø“ je vzájemný tok
V2 “je sekundární o / p napětí.
„E2“ je sekundárně indukovaný e.m.f.
Pokud mají vinutí transformátoru nulovou impedanci, pak indukované napětí v síti navíjení „E1“ odpovídá použitému napětí „V1“. Avšak Lenzův zákon stanoví, že hlavní vinutí E1 je ekvivalentní a reverzní s primárním napětím „V1“. Hlavní proud, který čerpá zdroj, může stačit na generování střídavého toku „Ø“ uvnitř jádra. Tento proud je tedy také známý jako magnetizační proud, protože magnetizuje jádro a uspořádává tok uvnitř jádra.
Proto jsou jak hlavní proud, tak střídavý tok ve stejné fázi. Hlavní proud zaostává za napájecím napětím o 90 stupňů. Od e.m.f indukované ve dvou vinutích jsou indukovány podobným vzájemným tokem „Ø“. Obě vinutí jsou tedy v podobném směru.
Když má sekundární vinutí transformátoru nulovou impedanci, pak indukovaný e.m.f ve vinutí a sekundární o / p napětí bude stejný ve velikosti i směru.
Výhody
Mezi výhody ideálního transformátoru patří následující.
- Neexistují žádné ztráty jako hystereze, víry a měď.
- Poměry napětí a proudu jsou dokonale založeny na kroucení cívky.
- Nedochází k úniku toku
- Nezáleží na frekvenci
- Dokonalá linearita
- Žádná zbloudilá indukčnost a kapacita
Ideální transformátor je imaginární transformátor, nikoli praktický transformátor. Tento transformátor se používá hlavně pro účely vzdělávání. Zde je otázka, jaké jsou aplikace ideálního transformátoru?
