İdeal Transformatör Nedir: Çalışma ve Fazör Diyagramı

İdeal bir transformatörü tartışmadan önce, tartışalım transformatör . Bir transformatör, sabit bir elektrikli cihazdır ve elektrik enerjisi iki devre arasında sabit frekansı korurken ve ayrıca akımı veya voltajı arttırır / azaltır. Bir transformatörün çalışma prensibi ' Faraday yasası indüksiyon ”. Ana sargıdaki akım değiştirildiğinde, manyetik akı değiştirilir, böylece ikincil bobin içinde indüklenmiş bir EMF meydana gelebilir. Pratik bir transformatör, çekirdek kayıpları ve bakır kayıpları gibi bazı kayıpları içerir. Bakır kaybı, direnç ve bir miktar kayba neden olacak reaktans içeren transformatör sargılarına bakır kaybı olarak tanımlanabilir. Transformatördeki çekirdek kaybı, transformatöre enerji verildiğinde meydana gelir, çekirdek kaybı yük ile değişmez. Bu kayıplara girdap ve histerezis gibi iki faktör neden olur. Bu kayıplardan dolayı transformatörün çıkış gücü, giriş gücünden daha azdır.

İdeal Transformatör nedir?

Tanım: Bakır ve çekirdek gibi kayıpları olmayan bir transformatör, ideal bir transformatör olarak bilinir. Bu transformatörde çıkış gücü, giriş gücüne eşdeğerdir. Bu transformatörün verimliliği% 100'dür, yani transformatör içerisinde güç kaybı olmaz.

ideal transformatör

İdeal Transformatörün Çalışma Prensibi

İdeal bir transformatör, bir elektrik akımının bir elektrik akımı oluşturması gibi iki prensip üzerinde çalışır. manyetik alan ve bir bobindeki değişen manyetik alan, bobin uçları boyunca bir voltaj indükler. Birincil bobin içindeki akım değiştirildiğinde, manyetik akı gelişir. Dolayısıyla değişen manyetik alan, ikincil bobin içinde bir voltaj indükleyebilir.

Akım birincil bobinden geçtiğinde, manyetik bir alan oluşturur. İki sargı, demir gibi çok yüksek manyetik bir çekirdek bölgesinde sarılır, bu nedenle manyetik akı iki sargı aracılığıyla sağlanır. İkincil bobine bir yük bağlandığında, voltaj ve akım belirtilen yönde olacaktır.

Özellikleri

ideal bir transformatörün özellikleri aşağıdakileri dahil edin.

• Bu transformatörün iki sargısı küçük bir dirence sahiptir.
• Direnç, girdap akımı ve histerezis nedeniyle transformatörde kayıp olmaz.
• Bu transformatörün verimi% 100'dür
• Transformatörde üretilen toplam akı, çekirdeği kısıtladı ve sargılarla bağlantı kurdu. Bu nedenle, akı ve endüktans sızıntısı sıfırdır.

Çekirdek sınırsız geçirgenliğe sahiptir, bu nedenle çekirdek içindeki akıyı düzenlemek için ihmal edilebilir bir manyetomotor kuvveti gereklidir.
İdeal bir transformatör modeli aşağıda gösterilmiştir. Bu transformatör, kaçak akısının olmadığı, sargı direncinin olmadığı ve çekirdekte demir kaybı olmadığı üç koşulda idealdir. Hem pratik hem de ideal transformatörlerin özellikleri birbirine benzemez.

İdeal Trafo Denklemleri

Yukarıda tartıştığımız özellikler, pratik transformatör için geçerli değildir. İdeal tipte bir transformatörde, o / p gücü i / p gücüne eşittir. Böylece güç kaybı yaşanmaz.

E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ aksi takdirde E2 * I2 = E1 * I1

E2 / E1 = I2 / I1

Bu nedenle, dönüşüm oranı denklemi aşağıda gösterilmiştir.

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

Birincil ve ikincil akımlar, kendi bükülmeleriyle ters orantılıdır.

İdeal Transformatörün Fazör Şeması

Bu transformatörün fazör diyagramı yük aşağıda gösterilmiştir. Transformatör yüksüz durumda olduğunda, ikincil bobin içindeki akım sıfır olabilir, yani I2 = 0

Yukarıdaki şekilde,

'V1' ana besleme voltajıdır

'E1' uyarılır emf

'I1' ana akımdır

'Ø' Karşılıklı akıdır

V2 ’, ikincil o / p voltajıdır.

'E2' ikincil indüklenmiş emf'dir.

Transformatör sargıları sıfır empedansa sahip olduğunda, ana hattaki indüklenen voltaj sarma 'E1' uygulanan voltaj 'V1' e eşdeğerdir. Ancak Lenz yasası, ana sargı E1'in birincil voltaj 'V1' e eşdeğer ve ters olduğunu belirtir. Kaynağı çeken ana akım, çekirdek içinde alternatif bir akı 'Ø' oluşturmak için yeterli olabilir. Dolayısıyla bu akım, çekirdeği mıknatısladığı ve çekirdek içindeki akıyı düzenlediği için mıknatıslama akımı olarak da bilinir.

Bu nedenle, hem ana akım hem de alternatif akı eşit fazdadır. Ana akım 90 derece gerilim beslemesinin gerisinde kalıyor. Emf iki sargıda indüklendiğinden, benzer karşılıklı akı 'Ø' ile indüklenir. Böylece, her iki sargı da benzer yöndedir.

Transformatörün sekonder sargısı sıfır empedansa sahip olduğunda, sargı ve sekonder o / p voltajındaki indüklenen emf, büyüklük ve yönde aynı olacaktır.

Avantajlar

İdeal transformatörün avantajları aşağıdakileri içerir.

• Histerezis, girdap ve bakır gibi kayıplar yoktur.
• Gerilim ve akım oranları mükemmel bir şekilde bobinin bükülmelerine dayanmaktadır.
• Akı sızıntısı yok
• Frekansa bağlı değildir
• Mükemmel doğrusallık
• Kaçak endüktans ve kapasitans yok

Böylece ideal trafo pratik bir transformatör değil, hayali bir transformatördür. Bu transformatör esas olarak eğitim amaçlı kullanılmaktadır. İşte size bir soru, ideal bir transformatörün uygulamaları nelerdir?