ترانسفورماتور ایده آل

ترانسفورماتور

1

ترانسفورماتور ایده آل تخیلی می باشد ترانسفورماتور است که
– بدون تلفات مسی (مقاومت بدون پیچ در پیچ)
– بدون از دست دادن آهن در هسته
– بدون شار نشتی
به عبارت دیگر، یک ترانسفورماتور ایده آل می دهد قدرت خروجی دقیقا به قدرت ورودی برابر است. بازده یک ترانسفورماتور ایده ۱۰۰٪ است. در واقع ، داشتن چنین ترانسفورماتور در عمل غیرممکن است ، اما مدل ترانسفورماتور ایده آل مشکلات را آسانتر می کند.

ویژگی های ترانسفورماتور ایده آل

  • مقاومت در برابر سیم پیچ صفر : فرض بر این است که ، مقاومت سیم پیچ های اولیه و ثانویه یک ترانسفورماتور ایده آل صفر است. یعنی هر دو سیم پیچ از نظر ماهیت کاملاً القایی هستند.
  • نفوذ پذیری نامحدود هسته : نفوذپذیری بالاتر ، mmf لازم برای استقرار شار را کمتر می کند. به این معنی که اگر نفوذپذیری زیاد باشد ، جریان مغناطیسی کمتری برای مغناطیس کردن هسته ترانسفورماتور لازم است.
  • بدون شار نشت : شار نشت بخشی از شار مغناطیسی است که با سیم پیچ ثانویه در ارتباط نیست. در یک ترانسفورماتور ایده آل فرض بر این است که کل مقدار شار با سیم پیچ ثانویه (یعنی بدون شار نشت) مرتبط می شود.
  • راندمان ۱۰۰٪ : یک ترانسفورماتور ایده آل هیچ گونه ضرراتی نظیر از دست دادن هیسترزیس ، از دست دادن جریان فعلی و غیره ندارد. بنابراین ، قدرت خروجی ترانسفورماتور ایده آل دقیقا برابر با قدرت ورودی است. از این رو ، بهره وری ۱۰۰٪.

حال اگر ولتاژ متناوب V ۱ برای سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ایده آل اعمال شود ، شمارنده emf E ۱ در سیم پیچ اولیه القا می شود. به عنوان سیم پیچ صرفا استقرا، این ناشی از EMF E ۱ خواهد بود دقیقا به ولتاژ اعمال می شود اما در ۱۸۰ مخالفان فاز درجه برابر است. جریان گرفته شده از منبع باعث ایجاد شار مغناطیسی مورد نیاز می شود. به دلیل سیم پیچ اولیه کاملاً القایی ، این جریان ۹۰ درجه عقب مانده از emf E ۱ عقب مانده است .

این جریان جریان مغناطیسی ترانسفورماتور Iμ نامیده می شود. این جریان مغناطیسی Iμ شار مغناطیسی متناوب Φ تولید می کند. این شار Φ با سیم پیچ ثانویه در ارتباط است و emf E ۲ با القاء متقابل القا می شود.این emf ناشی از دوتایی E ۲ در مرحله E ۲ است . اگر مدار بسته است که در ثانویه ارائه پیچ در پیچ، E ۲ باعث جریان I ۲ به جریان در مدار است.
برای ترانسفورماتور ایده آل ، E ۱ I ۱ = E ۲ I ۲ترانسفورماتور تک فاز

تعریف ترانسفورماتور ایده آل

ترانسفورماتور که عاری از انواع ضرر است به عنوان ترانسفورماتور ایده آل شناخته می شود. این ترانسفورماتور خیالی است که هیچ ریزش هسته ای ، مقاومت اهمی و بدون شار نشتی ندارد. ترانسفورماتور ایده آل دارای ویژگی مهم زیر است.

  1. مقاومت سیم پیچ های اولیه و فرعی آنها صفر می شود.
  2. هسته ترانسفورماتور ایده آل دارای نفوذپذیری نامحدود است. نفوذپذیری نامحدود به معنای جریان کمتر مغناطیسی برای مغناطیس کردن هسته آنها است.
  3. شار نشت ترانسفورماتور صفر می شود ، یعنی کل شار در هسته ترانسفورماتور با سیم پیچ اولیه و فرعی آنها پیوند می یابد.
  4. ترانسفورماتور ایده آل دارای ۱۰۰ درصد راندمان است ، یعنی ترانسفورماتور عاری از هیسترزیس و از بین رفتن جریان گرداب است.

خواص ذکر فوق در ترانسفورماتور عملی امکان پذیر نیست. در یک ترانسفورماتور ایده آل ، هیچ اتلاف برق وجود ندارد. بنابراین ، توان خروجی برابر با قدرت ورودی است.

IDEAL-TRANSFORMER-EQ1از آنجا که E L ∞ N ۲ و E ۱ ∞ N ۱ ، همچنین E ۱ شبیه به V ۱ و E ۲  مشابه V است ۲

بنابراین ، میزان تبدیل با معادله نشان داده شده در زیر
IDEAL-TRANSFORMER-EQ2جریان اصلی و ثانویه به طور معکوس با چرخش مربوطه مطابقت دارد.

رفتار ترانسفورماتور ایده آل

ترانسفورماتور ایده آل را در شکل زیر در نظر بگیرید:شکل ایده آل - ترانسفورماتور

منبع ولتاژ V ۱ در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور اعمال می شود. سیم پیچ ثانویه آنها باز است. N ۱ و N ۲ تعداد چرخش سیم پیچ های اولیه و فرعی آنها است.

جریان من متر جریان مغناطیسی از طریق سیم پیچ اصلی ترانسفورماتور است. جریان مغناطیسی تولید φ شار متر در هسته ترانسفورماتور.

از آنجا که نفوذپذیری هسته شار پیوند هسته با هر دو سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور نامحدود است.

پیوند شار با سیم پیچ اصلی باعث ایجاد emf E ۱ به دلیل خود القایی می شود. جهت Emf القا شده معکوس با ولتاژ اعمال شده V ۱ است . emf E ۲ به دلیل القاء متقابل در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور ایجاد می کند.

 

مدل ترانسفورماتور ایده آل

ترانسفورماتور ایده آل مدل با توجه به سیم پیچ های ترانسفورماتور توسعه صرفا استقرا و هسته ترانسفورماتور از دست دادن رایگان است. همچنین رآکانس نشت صفر ترانسفورماتور وجود دارد یعنی ۱۰۰٪ شار از هسته عبور می کند و با سیم پیچ های اولیه و فرعی ترانسفورماتور پیوند می خورد. اگرچه هر سیم پیچ باید دارای مقاومت غیر طبیعی در آن باشد که باعث افت ولتاژ و از بین رفتن I ۲ R در آن می شود. در چنین مدل ترانسفورماتور ایده آل ، سیم پیچ ها ایده آل (کاملاً القایی) در نظر گرفته می شوند ، یعنی مقاومت سیم پیچ صفر است.

 

حالا اگر یک ولتاژ منبع متناوب V ۱ در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور که ایده آل استفاده می شود، وجود خواهد داشت خود ضد EMF E ۱ القاء شده در سیم پیچ اولیه که صرفا ۱۸۰ ای در مخالفت فاز با ولتاژ منبع V ۱ .
ولتاژ اولیه
برای تولید پیشخوان emf E ۱ در سیم پیچ اولیه ، جریان را از منبع بیرون می کشد تا شار مغناطیسی لازم را تولید کند. از آنجا که سیم پیچ اولیه کاملاً استقرایی است ، جریان آن ۹۰ درجه از ولتاژ منبع تغذیه عقب می ماند . این جریان جریان مغناطیسی ترانسفورماتور I μ نام دارد .
جریان مغناطیسی
ترانسفورماتور ایده آل
این جریان مغناطیسی متناوب I μ باعث ایجاد شار مغناطیسی متناوب Φ. شار متناسب با جریان است که آن را تولید می کند از این رو شار در جریان با جریان است. این شار همچنین سیم پیچ ثانویه را از طریق هسته ترانسفورماتور پیوند می دهد. در نتیجه ، یک emf E ۲ دیگری وجود دارد که بر اثر سیم پیچ ثانویه القا می شود ، و این همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است ، ناشی از یکدیگر است.
ولتاژ ثانویه

نمودار فازور ترانسفورماتور ایده آل

نمودار فازور ترانسفورماتور ایده آل در شکل زیر نشان داده شده است. از آنجا که سیم پیچ ترانسفورماتور اولیه صرفاً القاکننده جریان مغناطیسی در تاخیر در ترانسفورماتور ۹۰º توسط ولتاژ ورودی V ۱ است .

الکترونیکی ۱ و E ۲ نیرو محرکه القایی در سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور می باشد. جهت emf ناشی از معکوس متناسب با ولتاژ اعمال شده است.

ترانسفورماتور phasor -agram-of-ideal

نمودار فازور ترانسفورماتور ایده آل

به یاد داشته باشید

انرژی ورودی ترانسفورماتور برابر با انرژی خروجی آن است. اتلاف انرژی در ترانسفورماتور ایده آل صفر می شود.

منبع:circuitglobe   electrical4u

1 نظر
  1. Waqas Khan می گوید

    Thanks for sharing nice piece of information.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.