ก่อนที่จะพูดคุยเกี่ยวกับหม้อแปลงในอุดมคติเรามาพูดคุยกัน หม้อแปลงไฟฟ้า . หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าถาวรที่ใช้ในการถ่ายโอนไฟล์ พลังงานไฟฟ้า ระหว่างสองวงจรในขณะที่รักษาความถี่คงที่และยังเพิ่ม / ลดกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า หลักการทำงานของหม้อแปลงคือ“ กฎหมายของฟาราเดย์ ของการเหนี่ยวนำ”. เมื่อกระแสไฟฟ้าในขดลวดหลักเปลี่ยนไปฟลักซ์แม่เหล็กจะเปลี่ยนไปเพื่อให้ EMF เหนี่ยวนำเกิดขึ้นได้ภายในขดลวดทุติยภูมิ หม้อแปลงที่ใช้งานได้จริงรวมถึงการสูญเสียบางอย่างเช่นการสูญเสียแกนและการสูญเสียทองแดง การสูญเสียทองแดงสามารถกำหนดได้ว่าขดลวดของหม้อแปลงซึ่งรวมถึงความต้านทานและปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการสูญเสียบางส่วนเรียกว่าการสูญเสียทองแดง การสูญเสียแกนในหม้อแปลงเกิดขึ้นเมื่อหม้อแปลงถูกกระตุ้นการสูญเสียแกนจะไม่เปลี่ยนแปลงตามโหลด การสูญเสียเหล่านี้เกิดจากสองปัจจัยเช่นวนและฮิสเทรีซิส เนื่องจากการสูญเสียเหล่านี้กำลังขับของหม้อแปลงจึงน้อยกว่ากำลังไฟฟ้าเข้า

Ideal Transformer คืออะไร?

คำจำกัดความ: หม้อแปลงที่ไม่มีการสูญเสียใด ๆ เช่นทองแดงและแกนเรียกว่าหม้อแปลงในอุดมคติ ในหม้อแปลงนี้กำลังขับจะเทียบเท่ากับกำลังไฟฟ้าเข้า ประสิทธิภาพของหม้อแปลงนี้คือ 100% ซึ่งหมายความว่าไม่มีการสูญเสียพลังงานภายในหม้อแปลง

หม้อแปลงในอุดมคติ

หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าในอุดมคติ

หม้อแปลงในอุดมคติทำงานบนสองหลักการเช่นเมื่อกระแสไฟฟ้าสร้างขึ้น แม่เหล็ก สนามและสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงในขดลวดทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ปลายขดลวด เมื่อกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนไปภายในขดลวดปฐมภูมิจะมีการพัฒนาฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กสามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าภายในขดลวดทุติยภูมิ

เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิแล้วจะสร้างสนามแม่เหล็ก ขดลวดทั้งสองพันอยู่ในบริเวณที่มีแกนแม่เหล็กสูงมากเช่นเหล็กดังนั้นฟลักซ์แม่เหล็กจึงจ่ายผ่านขดลวดทั้งสอง เมื่อโหลดเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิแล้วแรงดันและกระแสจะอยู่ในทิศทางที่ระบุ

คุณสมบัติ

คุณสมบัติของหม้อแปลงในอุดมคติ รวมสิ่งต่อไปนี้

ขดลวดทั้งสองของหม้อแปลงนี้มีความต้านทานเล็กน้อย
เนื่องจากความต้านทานกระแสไหลวนและฮิสเทรีซิสจึงไม่มีการสูญเสียในหม้อแปลง
ประสิทธิภาพของหม้อแปลงนี้คือ 100%
ฟลักซ์ทั้งหมดที่สร้างขึ้นในหม้อแปลงได้ จำกัด แกนและเชื่อมต่อกับขดลวด ดังนั้นการรั่วไหลของฟลักซ์และการเหนี่ยวนำจึงเป็นศูนย์

แกนกลางมีความสามารถในการซึมผ่านได้ไม่ จำกัด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้แรงแม่เหล็กเล็กน้อยเพื่อจัดเรียงฟลักซ์ภายในแกน
รูปแบบหม้อแปลงในอุดมคติแสดงอยู่ด้านล่าง หม้อแปลงนี้เหมาะอย่างยิ่งในสามสภาวะเมื่อไม่มีฟลักซ์รั่วไม่มีความต้านทานของขดลวดและไม่มีการสูญเสียธาตุเหล็กภายในแกน คุณสมบัติของหม้อแปลงที่ใช้งานได้จริงและในอุดมคตินั้นไม่เหมือนกัน

สมการหม้อแปลงในอุดมคติ

คุณสมบัติที่เราได้กล่าวไปข้างต้นไม่สามารถใช้ได้กับหม้อแปลงที่ใช้งานได้จริง ในหม้อแปลงไฟฟ้าในอุดมคติกำลังไฟฟ้า o / p จะเท่ากับกำลังไฟฟ้า i / p ดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียพลังงาน

“ฉันต้องการสวิตช์ไฟแบบไหน ”

E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦมิฉะนั้น E2 * I2 = E1 * I1

E2 / E1 = I2 / I1

ดังนั้นสมการอัตราส่วนการแปลงจะแสดงด้านล่าง

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

กระแสของหลักและรองแปรผกผันกับการบิดตามลำดับ

Phasor Diagram ของหม้อแปลงในอุดมคติ

แผนภาพเฟสเซอร์ของหม้อแปลงนี้ไม่มี โหลด ดังแสดงด้านล่าง เมื่อหม้อแปลงอยู่ในสภาวะไม่มีโหลดกระแสภายในขดลวดทุติยภูมิอาจเป็นศูนย์นั่นคือ I2 = 0

ในรูปด้านบน

“ V1” คือแรงดันไฟฟ้าหลัก

'E1' เกิดขึ้น e.m.f

'I1' คือกระแสหลัก

“ตารางความจริง adder ระลอก 4 บิต ”

‘Ø’ คือฟลักซ์ร่วมกัน

V2 ’คือแรงดันไฟฟ้า o / p รอง

‘E2’ คือ e.m.f ที่เหนี่ยวนำรอง

เมื่อขดลวดหม้อแปลงมีความต้านทานเป็นศูนย์ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำภายในหลัก คดเคี้ยว ‘E1’ เทียบเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ‘V1’ แต่กฎหมายของ Lenz ระบุว่า E1 ที่คดเคี้ยวหลักเทียบเท่า & ย้อนกลับเป็นแรงดันไฟฟ้าหลัก ‘V1’ กระแสหลักที่ดึงแหล่งจ่ายได้เพียงพอที่จะสร้างฟลักซ์สลับ ‘Ø’ ภายในแกน ดังนั้นกระแสนี้จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่ากระแสแม่เหล็กเนื่องจากทำให้แกนแม่เหล็กเป็นแม่เหล็กและจัดเรียงฟลักซ์ภายในแกน

ดังนั้นทั้งกระแสหลักและฟลักซ์กระแสสลับจึงอยู่ในเฟสที่เท่ากัน กระแสไฟหลักล่าช้าหลังแหล่งจ่ายแรงดัน 90 องศา เนื่องจาก e.m.f ที่เหนี่ยวนำในขดลวดสองเส้นจะถูกเหนี่ยวนำด้วยฟลักซ์ซึ่งกันและกันที่คล้ายกัน ‘Ø’ ดังนั้นขดลวดทั้งสองจึงอยู่ในทิศทางเดียวกัน

เมื่อขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงมีอิมพีแดนซ์เป็นศูนย์ดังนั้น e.m.f ที่เหนี่ยวนำในขดลวดและแรงดันไฟฟ้า o / p ทุติยภูมิจะเท่ากันในขนาดและทิศทาง

ข้อดี

ข้อดีของหม้อแปลงในอุดมคติมีดังต่อไปนี้

ไม่มีการสูญเสียเช่นฮิสเทอรีซิสน้ำวนและทองแดง
อัตราส่วนแรงดันและกระแสขึ้นอยู่กับการบิดของขดลวดอย่างสมบูรณ์แบบ
ไม่มีการรั่วไหลของฟลักซ์
ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความถี่
เส้นตรงที่สมบูรณ์แบบ
ไม่มีตัวเหนี่ยวนำและความจุ

ดังนั้นจึงเป็นอุดมคติ หม้อแปลงไฟฟ้า เป็นหม้อแปลงในจินตนาการไม่ใช่หม้อแปลงที่ใช้งานได้จริง หม้อแปลงนี้ส่วนใหญ่ใช้เพื่อการศึกษา นี่คือคำถามสำหรับคุณการใช้งานของหม้อแปลงในอุดมคติคืออะไร?