Przede wszystkim, jeśli chodzi o możliwość magazynowania energii, przyjrzyjmy się różnicy między transformatorami idealnymi a transformatorami faktycznie działającymi:
1. Definicja i charakterystyka transformatorów idealnych
Typowe metody rysowania idealnych transformatorów
Idealny transformator to wyidealizowany element obwodu. Zakłada: brak wycieków magnetycznych, brak strat miedzi i żelaza oraz nieskończone współczynniki indukcyjności własnej i indukcyjności wzajemnej i nie zmienia się w czasie. Przy tych założeniach idealny transformator realizuje jedynie konwersję napięcia i prądu, bez magazynowania i zużywania energii, a jedynie przekazuje wejściową energię elektryczną na koniec wyjściowy.
Ponieważ nie ma wycieku magnetycznego, pole magnetyczne idealnego transformatora jest całkowicie ograniczone do rdzenia, a w otaczającej przestrzeni nie jest generowana żadna energia pola magnetycznego. Jednocześnie brak strat miedzi i żelaza oznacza, że transformator nie będzie przekształcał energii elektrycznej w ciepło lub inne formy strat energii podczas pracy, ani nie będzie jej magazynował.
Zgodnie z treścią „Zasad obwodów”: Gdy transformator z rdzeniem żelaznym pracuje w rdzeniu nienasyconym, jego przenikalność magnetyczna jest duża, więc indukcyjność jest duża, a straty w rdzeniu znikome, można to w przybliżeniu uznać za idealne transformator.
Przyjrzyjmy się jeszcze raz jego konkluzji. „W idealnym transformatorze moc pobierana przez uzwojenie pierwotne wynosi u1i1, a moc pobierana przez uzwojenie wtórne wynosi u2i2=-u1i1, co oznacza, że moc wejściowa po stronie pierwotnej transformatora jest przekazywana do obciążenia przez uzwojenie strona wtórna. Całkowita moc pobierana przez transformator wynosi zero, zatem idealny transformator to element, który nie magazynuje energii ani jej nie zużywa.
” Oczywiście niektórzy przyjaciele powiedzieli również, że w obwodzie flyback transformator może magazynować energię. W rzeczywistości sprawdziłem informacje i odkryłem, że transformator wyjściowy ma funkcję magazynowania energii, a także zapewnia izolację galwaniczną i dopasowanie napięcia.Pierwsza jest własnością transformatora, a druga jest własnością cewki indukcyjnej.Dlatego niektórzy nazywają go transformatorem indukcyjnym, co oznacza, że magazynowanie energii jest w rzeczywistości właściwością cewki indukcyjnej.
2. Charakterystyka transformatorów w rzeczywistej eksploatacji
Podczas rzeczywistej pracy występuje pewna ilość magazynowanej energii. W rzeczywistych transformatorach, ze względu na czynniki takie jak wyciek magnetyczny, utrata miedzi i utrata żelaza, transformator będzie miał pewną ilość magazynowanej energii.
Żelazny rdzeń transformatora będzie powodować straty histerezy i straty prądu wirowego pod wpływem zmiennego pola magnetycznego. Straty te pochłoną część energii w postaci energii cieplnej, ale spowodują również magazynowanie pewnej ilości energii pola magnetycznego w żelaznym rdzeniu. Dlatego w przypadku uruchomienia lub wyłączenia transformatora na skutek wyzwolenia lub magazynowania energii pola magnetycznego w żelaznym rdzeniu może wystąpić krótkotrwałe zjawisko przepięcia lub przepięcia, które ma wpływ na inne urządzenia w systemie.
3. Charakterystyka magazynowania energii w cewce indukcyjnej
Gdy prąd w obwodzie zacznie rosnąć, tjinduktorbędzie utrudniać zmianę prądu. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej na obu końcach cewki indukcyjnej generowana jest samoindukowana siła elektromotoryczna, której kierunek jest przeciwny do kierunku zmiany prądu. W tym momencie zasilacz musi pokonać samoindukowaną siłę elektromotoryczną, aby wykonać pracę i przekształcić energię elektryczną w energię pola magnetycznego w cewce w celu jej magazynowania.
Kiedy prąd osiągnie stan stabilny, pole magnetyczne w cewce już się nie zmienia, a samoindukowana siła elektromotoryczna wynosi zero. W tym momencie, chociaż cewka indukcyjna nie pobiera już energii z zasilacza, nadal utrzymuje zmagazynowaną wcześniej energię pola magnetycznego.
Kiedy prąd w obwodzie zacznie spadać, pole magnetyczne w cewce również osłabnie. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej, cewka będzie generować samoindukowaną siłę elektromotoryczną w tym samym kierunku, w którym zmniejsza się prąd, starając się utrzymać wielkość prądu. W tym procesie energia pola magnetycznego zmagazynowana w cewce zaczyna być uwalniana i przekształcana w energię elektryczną, która jest ponownie wprowadzana do obwodu.
Dzięki procesowi magazynowania energii możemy po prostu zrozumieć, że w porównaniu z transformatorem ma on tylko energię wejściową i nie ma żadnej energii wyjściowej, więc energia jest magazynowana.
Powyższe jest moją osobistą opinią. Mam nadzieję, że pomoże to wszystkim projektantom kompletnych transformatorów skrzynkowych zrozumieć transformatory i cewki indukcyjne! Chciałbym także podzielić się z Wami wiedzą naukową:małe transformatory, cewki indukcyjne i kondensatory zdemontowane ze sprzętu AGD należy rozładować przed ich dotknięciem lub naprawić w profesjonalnym serwisie po przerwach w dostawie prądu!
Artykuł pochodzi z Internetu i prawa autorskie należą do pierwotnego autora
Czas publikacji: 04 października 2024 r