หม้อแปลงในอุดมคติ

คำนิยาม: หม้อแปลงที่ปราศจากการสูญเสียทุกประเภทเรียกว่าหม้อแปลงในอุดมคติ มันเป็นหม้อแปลงจินตนาการที่ไม่มีการสูญเสียแกนไม่มีความต้านทานโอห์มมิกและไม่มีฟลักซ์การรั่วไหล หม้อแปลงในอุดมคติมีคุณสมบัติที่สำคัญดังต่อไปนี้

1. ความต้านทานของขดลวดหลักและรองกลายเป็นศูนย์
2. แกนกลางของหม้อแปลงในอุดมคตินั้นมีการซึมผ่านไม่ จำกัด การซึมผ่านแบบไม่สิ้นสุดหมายถึงกระแสแม่เหล็กที่น้อยกว่าต้องการแกนแม่เหล็กของมัน
3. ฟลักซ์การรั่วไหลของหม้อแปลงจะกลายเป็นศูนย์นั่นคือฟลักซ์ทั้งหมดจะเหนี่ยวนำให้เกิดแกนกลางของหม้อแปลงที่เชื่อมโยงกับขดลวดหลักและขดลวดรอง
4. หม้อแปลงในอุดมคตินั้นมีประสิทธิภาพ 100 เปอร์เซ็นต์นั่นคือหม้อแปลงไม่มีการฮีสเตอรีซิสและการสูญเสียกระแสวน

ไม่สามารถใช้คุณสมบัติดังกล่าวข้างต้นในหม้อแปลงไฟฟ้า ในหม้อแปลงในอุดมคติไม่มีการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นกำลังขับจึงเท่ากับกำลังไฟฟ้าเข้า

ตั้งแต่อี_ล. ∞ N₂ และอี₁ ∞ N₁เช่นกัน₁ คล้ายกับ V₁ และอี₂ คล้ายกับ V₂

ดังนั้นอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงจะได้รับจากสมการที่แสดงด้านล่าง

กระแสหลักและกระแสทุติยภูมิแปรผกผันกับการเลี้ยวตามลำดับ

พฤติกรรมของหม้อแปลงในอุดมคติ

พิจารณาหม้อแปลงในอุดมคติที่แสดงในภาพด้านล่าง แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า V₁ ถูกนำไปใช้ทั่วขดลวดหลักของหม้อแปลง ขดลวดทุติยภูมิจะยังคงเปิดอยู่ The N₁ และไม่มี₂ คือจำนวนรอบของการหมุนหลักและรอง

ปัจจุบันฉัน_ม. เป็นกระแสแม่เหล็กไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลง กระแสแม่เหล็กทำให้เกิดฟลักซ์φ_ม. ในแกนกลางของหม้อแปลง เนื่องจากการซึมผ่านของแกนเป็นอนันต์ฟลักซ์ของแกนเชื่อมโยงที่มีทั้งขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลง

ลิงค์ฟลักซ์ที่มีขดลวดหลักจะทำให้เกิดค่า emf E₁ เพราะการเหนี่ยวนำตนเอง ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้า emf นั้นแปรผกผันกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ V₁. EMF E₂ เจือจางในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเนื่องจากการเหนี่ยวนำร่วม

Phasor Diagram ของ Ideal Transformer

แผนภาพเฟสเซอร์ของหม้อแปลงในอุดมคติคือแสดงในรูปด้านล่าง เนื่องจากขดลวดของหม้อแปลงหลักนั้นมีการเหนี่ยวนำอย่างหมดจดกระแสเหนี่ยวนำในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กในหม้อแปลงจะล่าช้า 90 lag โดยแรงดันไฟฟ้า V₁. E₁ และอี₂ เป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลง ทิศทางของ induces emf แปรผกผันกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

ชี้ไปที่จำไว้

พลังงานอินพุตของหม้อแปลงมีค่าเท่ากับพลังงานที่ส่งออก การสูญเสียพลังงานในหม้อแปลงในอุดมคติกลายเป็นศูนย์