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理想變壓器三個條件

2017年11月06日 15:03 網絡整理 作者: 用戶評論(0
關鍵字:變壓器(135836)

  理想變壓器

  理想變壓器是實際變壓器的理想化模型,是對互感元件的理想科學抽象,是極限情況下的耦合電感。

  理想變壓器的幾個理想化條件

  條件1 :無損耗,認為繞線圈的導線無電阻,做芯子的鐵磁材料的磁導率無限大。

  條件2 :無漏磁通,即Φs1=Φs2=0,耦合系數K=1,為全耦合,故有Φ11=Φ21,Φ22=Φ12。

  理想變壓器三個條件

  磁滯現象是導磁材料的一種特性,當變壓器線圈里有交流電流時,就會產生交變磁場,這個交磁滯現象變磁場反復對鐵芯進行磁化,由于鐵芯有一定的磁阻,在磁化過程中就有磁滯現象,這種由磁滯現象所引起的能量損耗,叫做磁滯損耗。再者,當變壓器的原線圈通電后,線圈所產生的磁通在磁芯中流動,由于鐵芯本身是導體,在垂直于磁感線的平面上就會產生感應電動勢,這個電動勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產生電流,就像漩渦一樣,我們把這個電流稱為“渦流”。“渦流”使變壓器的鐵芯發熱,溫度升高,這種損耗稱為“渦流損耗”。變壓器的磁滯損耗和渦流損耗統稱為“鐵耗”。若是理想變壓器,其鐵芯屬于軟磁材料,磁導率認為無窮大,磁阻趨于零,磁滯損耗可以忽略;同時也要忽略渦流損耗。

  變壓器的線圈存在著電阻,電流流過電阻時會產生熱量,要消耗一定的功率,我們稱這種損耗為“銅損”。當變壓器副線圈短路時,副線圈的電流很大,導致原線圈的電流也很大,在線圈電阻上消耗的功率不能忽略,這時的變壓器不能認為是理想變壓器。

  變壓器發熱主要是由鐵損和銅損造成的。由于變壓器存在著鐵損和銅損,所以它的輸出功率永遠小于輸入功率。但對理想變壓器而言,不計鐵損和銅損,即不消耗能量,也不儲存能量,認為輸入功率等于輸出功率。

  理想變壓器三個條件

  條件3 :參數無限大,即自感系數和互感系數

  理想變壓器三個條件

  但滿足:

  理想變壓器三個條件

  上式中 N 1 和 N 2 分別為變壓器原、副邊線圈匝數, n 為匝數比。以上三個條件在工程實際中不可能滿足,但在一些實際工程概算中,在誤差允許的范圍內,把實際變壓器當理想變壓器對待,可使計算過程簡化。

  因有K=1,L1→∞,L2→∞,故有M→∞。

  滿足以上四個條件的耦合電感稱為理想變壓器。可見理想變壓器可認為是耦合電感的極限情況。即K=1,L1→∞,L2→∞,M→∞的情況,它純粹是一種變化信號的傳輸電能的元件,但它與耦合電感在本質上已不同了。耦合電感是依據電磁感應原理工作的,是動態元件,需要三個參數L1,L2,M來描述;而理想變壓器已沒有了電磁感應的痕跡,是靜態元件,只需要一個參數n來描述。理想變壓器是電路的基本無源元件之一。工程實際中使用的鐵心變壓器,在精確度要求不高時,均可用理想變壓器作為它的電路模型來進行分析與計算。

  簡而言之,理想變壓器就是無磁損、無銅損、無鐵損的變壓器

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( 發表人:李倩-老賬號 )

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