Laten we het eerst bespreken voordat we een ideale transformator gaan bespreken de transformator Een transformator is een vast elektrisch apparaat dat wordt gebruikt om de elektrische energie tussen twee circuits met behoud van een stabiele frequentie en ook het verhogen / verlagen van de stroom of spanning. Het werkingsprincipe van een transformator is “ De wet van Faraday van inductie ”. Wanneer de stroom in de hoofdwikkeling wordt veranderd, wordt de magnetische flux veranderd, zodat een geïnduceerde EMF kan optreden binnen de secundaire spoel. Een praktische transformator omvat enkele verliezen zoals kernverliezen en koperverliezen. Het koperverlies kan worden gedefinieerd als, transformatorwikkelingen die zowel weerstand als reactantie omvatten om enig verlies te veroorzaken, wordt een koperverlies genoemd. Het kernverlies in de transformator treedt op wanneer de transformator wordt bekrachtigd, het kernverlies verandert niet met belasting. Deze verliezen worden veroorzaakt door twee factoren, zoals werveling en hysterese. Vanwege deze verliezen is het uitgangsvermogen van de transformator lager dan het ingangsvermogen.
Wat is een ideale transformator?
Definitie: Een transformator die geen verliezen heeft, zoals koper en kern, staat bekend als een ideale transformator. Bij deze transformator is het uitgangsvermogen gelijk aan het ingangsvermogen. Het rendement van deze transformator is 100% waardoor er geen vermogensverlies is binnen de transformator.
ideale transformator
Werkingsprincipe van Ideal Transformer
Een ideale transformator werkt volgens twee principes, zoals wanneer een elektrische stroom een magnetisch veld en een veranderend magnetisch veld in een spoel induceert een spanning over de spoeluiteinden. Wanneer de stroom binnen de primaire spoel wordt veranderd, wordt de magnetische flux ontwikkeld. Dus een veranderend magnetisch veld kan een spanning binnen de secundaire spoel veroorzaken.
Wanneer de stroom door de primaire spoel stroomt, ontstaat er een magnetisch veld. De twee wikkelingen zijn gewikkeld in het gebied van een zeer hoge magnetische kern zoals ijzer, dus de magnetische flux wordt geleverd door de twee wikkelingen. Zodra een belasting is aangesloten op de secundaire spoel, zijn de spanning en stroom in de aangegeven richting.
Eigendommen
De eigenschappen van een ideale transformator omvatten de volgende.
- De twee wikkelingen van deze transformator hebben een kleine weerstand.
- Door de weerstand, wervelstroom en hysterese zijn er geen verliezen in de transformator.
- Het rendement van deze transformator is 100%
- De totale flux die in de transformator wordt gegenereerd, heeft de kern beperkt en maakt verbinding met de wikkelingen. Daarom is de flux- en inductielekkage nul.
De kern heeft een onbeperkte permeabiliteit, dus een verwaarloosbare magnetomotorische kracht is nodig om de flux in de kern te regelen.
Hieronder ziet u een ideaal transformatormodel. Deze transformator is ideaal in drie omstandigheden waarin hij geen lekflux heeft, geen weerstand tegen wikkelingen en geen ijzerverlies in de kern. De eigenschappen van zowel praktische als ideale transformatoren lijken niet op elkaar.
Ideale transformatorvergelijkingen
De eigenschappen die we hierboven hebben besproken, zijn niet van toepassing op de praktische transformator. In een ideale transformator is het o / p-vermogen gelijk aan het i / p-vermogen. Er is dus geen vermogensverlies.
E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ anders E2 * I2 = E1 * I1
E2 / E1 = I2 / I1
De vergelijking van de conversieverhouding wordt dus hieronder weergegeven.
V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K
De stromen van primair en secundair zijn omgekeerd evenredig met hun respectievelijke wendingen.
Phasordiagram van ideale transformator
Het fasordiagram van deze transformator met nr laden wordt hieronder weergegeven. Wanneer de transformator in de onbelaste toestand staat, kan de stroom binnen de secundaire spoel nul zijn, dat wil zeggen I2 = 0
In de bovenstaande afbeelding,
'V1' is de hoofdvoedingsspanning
‘E1’ wordt geïnduceerd e.m.f
‘I1’ is de hoofdstroom
‘Ø’ is wederzijdse flux
V2 ’is de secundaire o / p-spanning.
‘E2’ is de secundair geïnduceerde e.m.f.
Wanneer de transformatorwikkelingen nul impedantie hebben, dan is de geïnduceerde spanning binnen de hoofdleiding kronkelende ‘E1’ is gelijk aan de aangelegde spanning ‘V1’. Maar de wet van Lenz stelt dat de hoofdwikkeling E1 equivalent en omgekeerd is aan de primaire spanning ‘V1’. De hoofdstroom die de voeding trekt, kan voldoende zijn om een wisselende flux ‘Ø’ in de kern te genereren. Dus deze stroom wordt ook wel magnetisatiestroom genoemd, omdat deze de kern magnetiseert en de flux in de kern regelt.
Daarom bevinden zowel de hoofdstroom als de wisselstroom zich in de gelijke fase. De hoofdstroom blijft 90 graden achter op de voedingsspanning. Aangezien e.m.f geïnduceerd in twee wikkelingen worden geïnduceerd met dezelfde onderlinge flux ‘Ø’. Beide wikkelingen zijn dus in dezelfde richting.
Wanneer de secundaire wikkeling van de transformator een impedantie van nul heeft, zal de geïnduceerde emf in wikkeling en secundaire o / p-spanning hetzelfde zijn in grootte en richting.
Voordelen
De voordelen van de ideale transformator zijn onder meer de volgende.
- Er zijn geen verliezen zoals hysterese, werveling en koper.
- Spannings- en stroomverhoudingen zijn perfect gebaseerd op de wendingen van de spoel.
- Er is geen fluxlekkage
- Het is niet afhankelijk van de frequentie
- Perfecte lineariteit
- Geen verdwaalde inductie en capaciteit
Een ideaal dus transformator is een denkbeeldige transformator, geen praktische transformator. Deze transformator wordt voornamelijk gebruikt in het onderwijs. Hier is een vraag voor jou, wat zijn de toepassingen van een ideale transformator?
