Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор – это мнимый трансформатор, во время работы которого не происходит потерь в сердечнике, потерь в меди и т.п. Эффективность такого трансформатора равна 100%.

Идеальная модель трансформатора

Таким образом, идеальная модель трансформатора разработана с учетом отсутствия в нем каких-либо потерь. Это означает, что обмотка трансформатора является чисто индуктивной, а сердечник трансформатора работает без потери. К тому же, реактивное сопротивление утечки из трансформатора равно 0. Как уже говорилось, всякий раз, когда мы размещаем сердечник с низким магнитным сопротивлением внутри обмотки, через него проходит максимальный объем потока. Однако часть такого потока, который проходит через изоляцию в трансформаторе, не участвует в непосредственной трансформации и поэтому называется «потоком рассеяния трансформатора».

В идеальном трансформаторе поток рассеяния также равен нулю. Это означает, что 100% потока проходит через сердечник и связано как с первичной, так и с вторичной обмоткой трансформатора. Желательно, чтобы оба вида обмотки были чисто индуктивными; однако в них может иметь место определенное сопротивление, которое вызывает падение напряжения и I2R потерю в нем. В такой идеальной модели трансформатора, обмотка также считается идеальной, а значит, сопротивление данной обмотки равно 0.

Векторная диаграмма идеального трансформатора

Если же подключается источник переменного напряжения V1 на первичной обмотке такого идеального трансформатора, то подсчет ЭДС само-индукции E1 в ней будет равен 180o в противофазе с источником напряжения V1.

Напряжение в идеальном трансформаторе

Для подсчета ЭДС само-индукции E1 через первичную обмотку, последняя фокусирует поток электрического тока от источника к потоку намагничивания. Так как первичная обмотка является чисто индуктивной, то такой ток находится в 90o от напряжения питания источника и называется «током намагничивания трансформатора», I?.

Этот переменный ток I? создает переменное намагничивание ? потока, который пропорционален электрическому току и, следовательно, находится в фазе с ним. Так как данный поток также связан с вторичной обмоткой через сердечник ??трансформатора, в таком случае будет другой ЭДС Е2 во вторичной обмотке. Поскольку вторичная обмотка размещена в том же сердечнике, что и первичная, ЭДС Е2 во вторичной обмотке трансформатора находится в фазе с ЭДС E1 в первичной обмотке и в противофазе с источником напряжения V1.

Модель идеального трансформатора