Bevor wir uns mit einem idealen Transformator befassen, wollen wir uns mit ihm befassen der Transformator . Ein Transformator ist ein festes elektrisches Gerät, mit dem das übertragen wird elektrische Energie zwischen zwei Schaltkreisen unter Beibehaltung einer stabilen Frequenz und Erhöhen / Verringern des Stroms oder der Spannung. Das Funktionsprinzip eines Transformators lautet „ Faradaysches Gesetz der Induktion ”. Wenn der Strom in der Hauptwicklung geändert wird, wird der Magnetfluss geändert, so dass eine induzierte EMF innerhalb der Sekundärspule auftreten kann. Ein praktischer Transformator enthält einige Verluste wie Kernverluste und Kupferverluste. Der Kupferverlust kann definiert werden als Transformatorwicklungen, die sowohl Widerstand als auch Reaktanz enthalten, um einen gewissen Verlust zu verursachen, und als Kupferverlust bezeichnet werden. Der Kernverlust im Transformator tritt auf, wenn der Transformator erregt wird. Der Kernverlust ändert sich nicht mit der Last. Diese Verluste werden durch zwei Faktoren wie Wirbel und Hysterese verursacht. Aufgrund dieser Verluste ist die Ausgangsleistung des Transformators geringer als die Eingangsleistung.
Was ist ein idealer Transformator?
Definition: Ein Transformator, der keine Verluste wie Kupfer und Kern aufweist, wird als idealer Transformator bezeichnet. Bei diesem Transformator entspricht die Ausgangsleistung der Eingangsleistung. Der Wirkungsgrad dieses Transformators beträgt 100%, was bedeutet, dass im Transformator kein Leistungsverlust auftritt.
Idealtransformator
Funktionsprinzip des idealen Transformators
Ein idealer Transformator arbeitet nach zwei Prinzipien, beispielsweise wenn ein elektrischer Strom a erzeugt magnetisch Feld und ein sich änderndes Magnetfeld in einer Spule induzieren eine Spannung an den Spulenenden. Wenn der Strom innerhalb der Primärspule geändert wird, entwickelt sich der Magnetfluss. Eine Änderung des Magnetfelds kann also eine Spannung in der Sekundärspule induzieren.
Wenn der Strom durch die Primärspule fließt, erzeugt er ein Magnetfeld. Die beiden Wicklungen sind wie Eisen im Bereich eines sehr hohen Magnetkerns gewickelt, so dass der Magnetfluss durch die beiden Wicklungen fließt. Sobald eine Last an die Sekundärspule angeschlossen ist, liegen Spannung und Strom in der angegebenen Richtung.
Eigenschaften
Das Eigenschaften eines idealen Transformators das Folgende einschließen.
- Die beiden Wicklungen dieses Transformators haben einen geringen Widerstand.
- Aufgrund des Widerstands, des Wirbelstroms und der Hysterese entstehen im Transformator keine Verluste.
- Der Wirkungsgrad dieses Transformators beträgt 100%
- Der im Transformator erzeugte Gesamtfluss hat den Kern eingeschränkt und ist mit den Wicklungen verbunden. Daher ist seine Fluss- und Induktivitätsleckage Null.
Der Kern hat eine unbegrenzte Permeabilität, so dass eine vernachlässigbare magnetomotorische Kraft erforderlich ist, um den Fluss innerhalb des Kerns anzuordnen.
Ein ideales Transformatormodell ist unten dargestellt. Dieser Transformator ist unter drei Bedingungen ideal, wenn er keinen Streufluss, keinen Wicklungswiderstand und keinen Eisenverlust im Kern aufweist. Die Eigenschaften von praktischen und idealen Transformatoren sind einander nicht ähnlich.
Ideale Transformatorgleichungen
Die Eigenschaften, die wir oben besprochen haben, gelten nicht für den praktischen Transformator. In einem idealen Transformator ist die O / P-Leistung gleich der I / P-Leistung. Somit gibt es keinen Leistungsverlust.
E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ sonst E2 * I2 = E1 * I1
E2 / E1 = I2 / I1
Somit ist die Umrechnungsverhältnisgleichung unten gezeigt.
V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K.
Die Ströme von Primär und Sekundär sind umgekehrt proportional zu ihren jeweiligen Verdrehungen.
Zeigerdiagramm des idealen Transformators
Das Zeigerdiagramm dieses Transformators mit Nr Belastung wird unten gezeigt. Wenn sich der Transformator im Leerlauf befindet, kann der Strom innerhalb der Sekundärspule Null sein, dh I2 = 0
In der obigen Abbildung
'V1' ist die Hauptversorgungsspannung
'E1' wird e.m.f.
'I1' ist der Hauptstrom
'Ø' ist gegenseitiger Fluss
V2 ’ist die sekundäre O / P-Spannung.
'E2' ist die sekundär induzierte e.m.f.
Wenn die Transformatorwicklungen eine Impedanz von Null haben, dann die induzierte Spannung innerhalb der Hauptleitung Wicklung 'E1' entspricht der angelegten Spannung 'V1'. Das Lenzsche Gesetz besagt jedoch, dass die Hauptwicklung E1 der Primärspannung „V1“ entspricht und umgekehrt ist. Der Hauptstrom, der die Versorgung zieht, kann ausreichen, um einen Wechselstrom „Ø“ innerhalb des Kerns zu erzeugen. Daher wird dieser Strom auch als Magnetisierungsstrom bezeichnet, da er den Kern magnetisiert und den Fluss innerhalb des Kerns anordnet.
Daher sind sowohl der Hauptstrom als auch der Wechselstrom in der gleichen Phase. Der Hauptstrom bleibt mit 90 Grad hinter der Spannungsversorgung zurück. Da in zwei Wicklungen induzierte EMF mit dem ähnlichen gegenseitigen Fluss „Ø“ induziert werden. Somit sind beide Wicklungen in einer ähnlichen Richtung.
Wenn die Sekundärwicklung des Transformators eine Impedanz von Null hat, ist die induzierte EMF in Wicklung und Sekundär-O / P-Spannung in Größe und Richtung gleich.
Vorteile
Die Vorteile des idealen Transformators umfassen Folgendes.
- Es gibt keine Verluste wie Hysterese, Wirbel und Kupfer.
- Spannungs- und Stromverhältnisse basieren perfekt auf den Drehungen der Spule.
- Es gibt keine Flussleckage
- Es hängt nicht von der Frequenz ab
- Perfekte Linearität
- Keine Streuinduktivität und Kapazität
Also ein Ideal Transformator ist ein imaginärer Transformator, kein praktischer Transformator. Dieser Transformator wird hauptsächlich zu Bildungszwecken eingesetzt. Hier ist eine Frage für Sie, was sind die Anwendungen eines idealen Transformators?
