Това трябва да започне със скритата индуктивност на трансформатора. Трансформаторът трябва да се разглежда като индуктор, тъй като както казахме, и индукторът, и трансформаторът са под формата на намотка около магнитна сърцевина.
Индуктивността на трансформатора е наименование, базирано на електромагнитния принцип, а не име за реална употреба.
Името на трансформатора се основава на целта на неговия дизайн, тъй като той предава енергия и променя изходното напрежение.
Въпреки това, едно нещо, което не може да се пренебрегне е, че намотката е навита около магнитната сърцевина (тук говорим за индуктор с магнитна сърцевина, разбира се, има и индуктор с въздушна сърцевина), което е най-често срещаният индуктор в нашето захранване. Тъй като намотките на трансформатора споделят магнитната сърцевина, магнитната верига le, напречното сечение на магнитния поток Ae и магнитната проницаемост μ на индуктивностите на първичната Np и вторичната Ns бобина Lp и Ls са еднакви, което означава, че магнитното съпротивление Rm на магнитната линии е същото, тъй като магнитното съпротивление описва характеристиките на магнитната сърцевина.
Нека първо разберем израза на магнитното съпротивление на нашето редовно магнитно поле или магнитна верига. По-късно ще разберем, че той също е получен от основа:
Реципрочната стойност на магнитното съпротивление е магнитната проницаемост G. Този параметър също е коефициентът на индуктивност AL, който често виждаме. Това трябва да е ясно
В горната формула μ е магнитната проницаемост на материала, която е абсолютната магнитна проницаемост, le е еквивалентната магнитна верига, а Ae е еквивалентната площ на напречното сечение на магнитната сърцевина
Тъй като коефициентът на индуктивност или магнитната проницаемост G е еднакъв за едно и също магнитно ядро, връзката между броя на навивките и индуктивността естествено е следният израз. Това е нашият много често срещан метод за изчисляване на броя на завоите, използвайки измерената индуктивност (разбиване на трансформатора на други дизайнери).
Съвет: Запомнете, това е вторичният свързан товар, който поема ток през трансформатора, а не трансформаторът, който активно подава ток към товара. Трансформаторът пасивно предава енергия, така че това прави разликата между трансформатора и индуктора. Индукторът освобождава енергия към товара и активно освобождава енергия към товара. За по-лесно разбиране можете да кажете, че трансформаторът е пасивно устройство, а индукторът е активно устройство. Разбира се, не го разбирайте като концепцията за "пасивно устройство" и "активно устройство" на полупроводникови устройства.
Принцип, когато вторичната обмотка на трансформатора е свързана към товара, поради коефициента на натоварване, вторичното напрежение us се добавя към товара R, за да генерира тока (тук разглеждаме товара като еквивалентен резистор R, а токът изтича от същия край), а токът генерира магнитната движеща сила Fs=е*Ns (принципът на електродвижещата сила във веригата) във вторичната намотка Ns, а генерираният магнитен поток е φ{ {1}}φs.
Помните ли закона на Ом в магнитната верига? Отношението на магнитната движеща сила (NI, произведението на броя навивки и тока) и магнитното съпротивление е магнитният поток. Извеждането на тази формула също е много просто. Основният принцип е теоремата за веригата на Ампер (връзката между тока и магнитното поле). Във формулата Rm е магнитното съпротивление, а G е магнитната проницаемост. Това е константа в същото магнитно ядро.
Магнитният поток φ22, причинен от товара, е противоположен на магнитния поток φ11, генериран от първичната намотка, причинен от тока на натоварване. Това ни казва законът на Ленц. По същество магнитният поток, генериран от вторичната намотка, трябва да бъде балансиран с първичната намотка, с изключение на възбуждащия магнитен поток. Това може да се види и от горния израз на магнитодвижещата сила. На фигурата по-долу използваме магнитни силови линии с различни цветове, за да го представим.
След натоварване първичният магнитен поток е сумата от магнитния поток φ1 на тока на възбуждане на празен ход и магнитния поток φ11, причинен от товара, като двете имат една и съща посока.
Обърнете внимание на изписването на символа на магнитния поток phi, който може да се деформира поради разпознаването на редактора.
Възбуждащият магнитен поток е необходимо условие за осъществяване на електромагнитно преобразуване. В същото време може да се види, че първичният ток протича от същия край и вторичният ток изтича от същия край, което просто поддържа енергията навътре и навън и може също да се каже, че това поддържа магнитния баланс (не може да се натрупва, натрупването означава, че ядрото на трансформатора е наситено след определено време).
Напротив, можем лесно да знаем съотношението на първичния и вторичния ток на трансформатора, като използваме израза на магнитодвижещата сила. По този начин се получава обратната връзка.
От тази формула може да се види, че трансформаторът е функция на потока на променлив ток от вторичния към първичния, а променливият ток е резултат от приемането на енергия от вторичната обвивка.
От гледна точка на мощността IP тук не включва тока на възбуждане, тъй като знаем от принципа, че частта на възбуждане не може да бъде предадена. Токът на възбуждане или възбуждане само осигурява условията за предаване на енергия, а самият товар активно отнема енергия.
Пренебрегвайки загубата, входната мощност и изходната мощност са равни и няма нужда да се съхранява енергия в магнитното поле. Трансформаторът е устройство за предаване на енергия, а не устройство за съхранение на енергия. В действителния трансформатор се използват материали с висока магнитна проницаемост за увеличаване на индуктивността на възбуждане, за да се намали тока на възбуждане. Целта на намаляването на тока на възбуждане е да се намалят загубите на мед и магнитните загуби.
4. Отразен импеданс
Ние ясно знаем, че само вторичната намотка има действителен товар, а първичната страна няма действителен товар, но когато товарът е свързан, има ток и напрежение на първичната страна, което представлява еквивалентен импедансен феномен.
Принципна диаграма на първичния отразен импеданс на трансформатора
Когато изходът е натоварен, товарът отнема енергия през трансформатора и входният ток ще се увеличи съответно.
Подчертава се, че трансформаторът е компонент за предаване на енергия. Само възбуждащият или възбуждащият ток причинява съхранение на енергия, която не може да бъде предадена към вторичната страна, за да се използва от товара. Когато трансформаторът е натоварен, вторичният ток, тоест магнитодвижещата сила, генерирана от тока на натоварване, е демагнетизиращата магнитодвижеща сила. Възбуждането е основа за осигуряване на предаване на енергия. Без него вторичното напрежение вече няма да съществува, да не говорим за пренос на енергия.
Принципът на работа определя, че товарът не може да изисква енергия за възбуждане, за да се използва от товара, така че първичната намотка на трансформатора трябва да бъде магнитно нулирана. Магнитното нулиране е процесът на активно освобождаване на енергия от индуктивността на първичното възбуждане, но той не я отдава на товара, а за да я освободи по път, който е физически свързан с него. Тъй като свързването на сърцевината е индуктивно, токът на възбуждане е основата за работата на трансформатора. Без него, как трансформаторът може да установи връзка между две неща, които не са физически свързани?
5. Обобщение
Но по отношение на енергията трансформаторът е пасивен. Той няма активно да освобождава енергия към товара. Вместо това товарът, свързан към вторичната намотка, ще изисква енергия от източника. Изглежда, че трансформаторът доставя енергия, но трябва да е ясно, че тази енергия не се съхранява в трансформатора. Вместо това първичната страна доставя енергия синхронно в отговор на заявката за натоварване, докато товарът я изисква. Това се прави синхронно.