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Idealer Transformator

Definition: Der Transformator, der frei von jeglichen Verlusten ist, wird als idealer Transformator bezeichnet. Es ist ein imaginärer Transformator, der keinen Kernverlust, keinen ohmschen Widerstand und keinen Streufluss aufweist. Der ideale Transformator hat die folgenden wichtigen Eigenschaften.

  1. Der Widerstand ihrer Primär- und Sekundärwicklung wird zu Null.
  2. Der Kern des idealen Transformators besitzt eine unendliche Permeabilität. Unendlich durchlässig bedeutet, dass weniger Magnetisierungsstrom erforderlich ist, um den Kern zu magnetisieren.
  3. Der Streufluss des Transformators wird zu Null, d. H. Der gesamte Fluss induziert im Kern der Transformatorverbindungen mit ihrer Primär- und Sekundärwicklung.
  4. Der ideale Transformator hat einen Wirkungsgrad von 100 Prozent, d. H. Der Transformator ist frei von Hysterese und Wirbelstromverlust.

Die oben genannten Eigenschaften sind bei dem praktischen Transformator nicht möglich. Bei einem idealen Transformator gibt es keinen Leistungsverlust. Daher ist die Ausgangsleistung gleich der Eingangsleistung.

IDEAL-TRANSFORMATOR-EQ1

Seit El ∞ N2 und E1 ∞ N1, auch E1 ist ähnlich zu V1 und E2 ist ähnlich zu V2

Daher wird das Transformationsverhältnis durch die unten gezeigte Gleichung gegeben

IDEAL-TRANSFORMATOR-EQ2

Die Primär- und Sekundärströme sind umgekehrt proportional zu ihren jeweiligen Windungen.

Verhalten des idealen Transformators

Betrachten Sie den idealen Transformator, der in der folgenden Abbildung dargestellt ist. Die Spannungsquelle V1 wird über die Primärwicklung des Transformators angelegt. Ihre Sekundärwicklung bleibt offen. Dann1 und N2 sind die Windungszahlen ihrer Primär- und Sekundärwicklung.

Das aktuelle ichm ist der Magnetisierungsstrom, der durch die Primärwicklung des Transformators fließt. Der Magnetisierungsstrom erzeugt den Fluss φm im Kern des Transformators. Da die Permeabilität des Kerns unendlich ist, ist der Fluss der Kernverbindung sowohl mit der Primär- als auch mit der Sekundärwicklung des Transformators.

Ideal-Transformator-Figur

Die Flussverbindung mit der Primärwicklung induziert die EMK E1 wegen der Selbstinduktion. Die Richtung der induzierten EMK ist umgekehrt proportional zur angelegten Spannung V1. Die EMF E2 induziert in der Sekundärwicklung des Transformators wegen gegenseitiger Induktion.

Zeigerdiagramm des idealen Transformators

Das Zeigerdiagramm des idealen Transformators istin der Abbildung unten dargestellt. Da die Spule des Primärtransformators rein induktiv ist, induziert der Magnetisierungsstrom in der Transformatorverzögerung um 90º durch die Eingangsspannung V1. Der E1 und E2 sind die in der Primär- und Sekundärwicklung des Transformators induzierten EMK. Die Richtung der induzierten EMK ist umgekehrt proportional zur angelegten Spannung

Zeigerdiagramm des idealen Transformators

Zeigerdiagramm eines idealen Transformators

Punkt zum Erinnern

Die Eingangsenergie des Transformators ist gleich ihrer Ausgangsenergie. Die Verlustleistung im idealen Transformator wird zu Null.

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