상호 인덕턴스 및 기본 동작

전도성 코어를 둘러싼 인덕터의 동작

강자성 물질 루프 주위에 절연 와이어 코일을 감고 AC 전압 소스로 이 코일에 전원을 공급한다고 가정합니다(아래 그림 (a))

강자성 루프의 절연 권선에는 유도성 리액턴스가 있어 AC 전류를 제한합니다.

인덕터로서 우리는 이 철심 코일이 유도성 리액턴스로 적용된 전압에 반대하여 방정식에 의해 예측된 대로 코일을 통한 전류를 제한할 것으로 예상합니다.

X_L =2πfL 및 I=E/X(또는 I=E/Z)

그러나 이 예의 목적을 위해 장치에서 전압, 전류 및 자속의 상호 작용을 더 자세히 살펴볼 필요가 있습니다.

Kirchhoff의 전압 법칙은 루프에 있는 모든 전압의 대수적 합이 0과 같아야 하는 방법을 설명합니다. 이 예에서 우리는 소스와 인덕터 코일의 각각의 전압을 설명하기 위해 이 기본 전기 법칙을 적용할 수 있습니다.

여기에서 모든 1-소스, 1-부하 회로에서와 같이 부하 양단에서 강하되는 전압은 연결 와이어의 저항과 함께 0 전압이 떨어진다고 가정할 때 소스에서 공급하는 전압과 같아야 합니다.

즉, 부하(인덕터 코일)는 소스 전압과 균형을 이루고 0의 대수 루프 전압 합계를 생성할 수 있도록 소스와 크기가 동일한 반대 전압을 생성해야 합니다.

이 반대 전압은 어디에서 발생합니까? 부하가 저항인 경우(위의 그림 (b)) 전압 강하는 저항을 통해 흐르는 전하 캐리어의 "마찰"인 전기 에너지 손실로 인해 발생합니다.

완벽한 인덕터(코일 와이어에 저항 없음)에서는 반대 전압이 다른 메커니즘인 반응에서 나옵니다. 철심의 변화하는 자속. AC 전류가 변경되면 자속 Φ가 변경됩니다. 플럭스를 변경하면 카운터 EMF가 유도됩니다.

전압, 전류 및 자속의 관계

Michael Faraday는 다음 방정식을 사용하여 자속(Φ)과 유도 전압 사이의 수학적 관계를 발견했습니다.

와이어 코일을 가로지르는 순간 전압(시간에 따라 떨어지는 전압)은 코어(N) 주위의 코일 권선 수에 자속(dΦ/dt) 연결의 순간 변화율을 곱한 것과 같습니다. 코일로.

그래프(아래 그림)는 사인파 세트(사인파 전압 소스 가정)로 표시되며, 자속파는 전압파보다 90° 뒤쳐집니다.

전류와 같은 자속은 적용된 전압보다 90° 지연됩니다.

이것이 인덕터를 통한 교류가 적용된 전압 파형을 90° 지연시키는 이유입니다. 변화율이 적용된 전압과 동위상 반대 전압을 생성하는 변화하는 자속을 생성하는 데 필요한 것이기 때문입니다.

코어에 자화력(mmf)을 제공하는 기능으로 인해 이 전류를 자화 전류라고도 합니다. .

철심 인덕터를 통과하는 전류는 철의 비선형 B/H 자화 곡선으로 인해 완전한 사인파형(사인파 모양)이 아님을 언급해야 합니다.

실제로, 인덕터가 가능한 한 적은 양의 철을 사용하여 저렴하게 제작되면 자속 밀도가 높은 수준(포화에 가까워짐)에 도달하여 아래 그림과 같은 자화 전류 파형이 생성될 수 있습니다.

자속 밀도가 포화에 가까워짐에 따라 자화 전류 파형이 왜곡됩니다.

강자성 물질이 자속 포화에 접근하면 자기장 플럭스(Φ)의 동일한 증가를 제공하기 위해 불균형적으로 더 큰 수준의 자기장 힘(mmf)이 필요합니다.

mmf는 자화 코일을 통과하는 전류에 비례하기 때문에(mmf =NI, 여기서 "N"은 코일의 권선 수이고 "I"는 코일을 통과하는 전류임) 필요한 전원을 공급하는 데 필요한 mmf의 큰 증가 자속이 증가하면 코일 전류가 크게 증가합니다.

따라서 코일 전류는 왜곡되지 않은 자속 파형을 유지하기 위해 피크에서 극적으로 증가하며, 위의 플롯에서 전류 파형의 종 모양 반주기를 설명합니다.

신나는 전류와 그 효과

상황은 철심 내부의 에너지 손실로 인해 더욱 복잡해집니다. 히스테리시스 및 와전류의 효과는 전류 파형을 더욱 왜곡하고 복잡하게 만들어 사인파를 훨씬 덜 만들고 위상을 변경하여 적용된 전압 파형보다 90° 약간 뒤처지게 합니다.

코어의 모든 자기 효과(dΦ/dt 자화 + 히스테리시스 손실, 와전류 손실 등)의 합계로 인해 발생하는 이 코일 전류를 여자 전류라고 합니다. .

철심 인덕터의 여자 전류 왜곡은 매우 낮은 자속 밀도용으로 설계되고 작동되는 경우 최소화될 수 있습니다. 일반적으로 말해서, 이것은 인덕터를 부피가 크고 비싸게 만드는 경향이 있는 큰 단면적을 가진 코어를 필요로 합니다.

그러나 단순성을 위해 예제 코어가 포화 상태에서 멀리 떨어져 있고 모든 손실이 없다고 가정하여 완벽한 사인파 여자 전류를 생성합니다.

인덕터 장에서 이미 보았듯이 전압 파형과 90° 위상이 다른 전류 파형을 갖는 것은 전력이 인덕터에 의해 회로에 번갈아 흡수되고 반환되는 조건을 만듭니다.

인덕터가 완벽하면(와이어 저항, 자기 코어 손실 등) 제로 전력을 소모합니다.

이번에는 동일한 철심을 둘러싸고 있는 두 번째 코일(아래 그림)을 제외하고 동일한 인덕터 장치를 살펴보겠습니다. 첫 번째 코일은 기본이라는 레이블이 지정됩니다. 코일, 두 번째 코일은 보조 레이블이 지정됩니다. :

1차 코일(AC 구동) 및 2차 코일이 있는 강자성 코어.

상호 유도

이 2차 코일이 1차 코일과 동일한 자속 변화를 경험하고(공통 코어를 통한 자속의 완벽한 억제를 가정할 때) 코어 주위에 동일한 수의 권선을 갖는 경우, 동일한 크기 및 위상의 전압은 다음과 같습니다. 적용된 전압은 길이를 따라 유도됩니다.

다음 그래프(아래 그림)에서 유도 전압 파형은 단순히 서로를 구별하기 위해 소스 전압 파형보다 약간 작게 그려집니다.

개방 회로 2차측은 1차측과 동일한 플럭스 Φ를 봅니다. 따라서 유도 2차 전압 e_s 1차 전압 e_p와 동일한 크기 및 위상 .

이 효과를 상호 인덕턴스라고 합니다. :다른 코일의 전류 변화에 대한 응답으로 한 코일의 전압 유도. 일반 (자체) 인덕턴스와 마찬가지로 헨리 단위로 측정되지만 일반 인덕턴스와 달리 문자 "L"이 아닌 대문자 "M"으로 기호화됩니다.

2차 코일은 개방 회로이므로 전류가 존재하지 않습니다. 그러나 부하 저항을 연결하면 교류가 코일을 통해 유도 전압과 동위상으로 흐를 것입니다(저항 양단의 전압과 저항을 통과하는 전류는 항상 서로 동위상). (아래 그림)

2차측의 저항 부하는 전압과 전류가 동위상입니다.

처음에는 이 2차 코일 전류가 코어에 추가 자속을 일으킬 것으로 예상할 수 있습니다. 실제로는 그렇지 않습니다. 코어에 더 많은 자속이 유도되면 1차 코일에 더 많은 전압이 유도 전압이 됩니다(e =dΦ/dt를 기억하십시오).

이것은 키르히호프의 전압 법칙에 따라 인가된 전압과 균형을 이루기 위해 1차 코일의 유도 전압이 동일한 크기와 위상으로 유지되어야 하기 때문에 발생할 수 없습니다. 따라서 코어의 자속은 2차 코일 전류의 영향을 받지 않습니다.

그러나 하는 변화는 자기 회로의 mmf의 양입니다.

자기력

전류가 도선을 통해 흐를 때마다 자기력이 생성됩니다. 일반적으로 이 mmf는 mmf=ΦR "자기 옴의 법칙" 방정식에 따라 자속을 동반합니다.

그러나 이 경우 추가 자속이 허용되지 않으므로 2차 코일의 mmf가 존재할 수 있는 유일한 방법은 1차 코일에 의해 동일한 크기와 반대 위상의 반대 작용 mmf가 생성되는 경우입니다.

실제로 이것이 1차 코일에 형성되는 교류(2차 코일의 전류와 위상이 180°)가 발생하여 이러한 반작용 mmf를 생성하고 추가 코어 자속을 방지합니다.

위상 관계를 명확히 하기 위해 극성 표시와 전류 방향 화살표가 그림에 추가되었습니다. (아래 그림)

플럭스는 하중 적용 시 일정하게 유지됩니다. 그러나 로드된 보조에 의해 대응하는 mmf가 생성됩니다.

이 과정이 다소 혼란스럽다고 해도 걱정하지 마십시오. 변압기 역학은 복잡한 주제입니다. 이해하는 것이 중요합니다. AC 전압이 1차 코일에 가해지면 코어에 자속이 생성되어 2차 코일에 AC 전압이 소스 전압과 동위상으로 유도됩니다.

부하에 전력을 공급하기 위해 2차 코일을 통해 끌어온 전류는 소스에서 전류를 끌어오는 1차 코일에 해당 전류를 유도합니다.

상호 인덕턴스 및 변압기

AC 전압 소스에 대해 1차 코일이 부하처럼 동작하는 방식과 저항에 대해 2차 코일이 소스로 동작하는 방식에 주목하십시오.

에너지가 단순히 1차 코일 회로에 번갈아 흡수되고 반환되는 것이 아니라 이제 에너지가 결합되고 있습니다. 소산(에너지 소비) 부하로 전달되는 2차 코일에 전달됩니다. 소스가 "알고 있는" 한 저항에 직접 전원을 공급합니다.

물론 인가된 전압을 90° 지연시키는 추가 1차 코일 전류도 있습니다. 코어를 자화하여 소스와 균형을 유지하는 데 필요한 전압을 생성하기에 충분합니다(여자 전류 ).

우리는 이러한 유형의 기기를 변압기라고 부릅니다. , 전기 에너지를 자기 에너지로 변환한 다음 다시 전기 에너지로 변환하기 때문입니다. 그 작동은 두 개의 고정 코일 사이의 전자기 유도와 크기와 "극성"이 변하는 자속에 의존하기 때문에 변압기는 필연적으로 AC 장치입니다.

회로도 기호는 동일한 자기 코어를 공유하는 두 개의 인덕터(코일)처럼 보입니다. (아래 그림)

변압기의 개략도 기호는 강자성 코어를 나타내는 선으로 구분된 두 개의 인덕터 기호로 구성됩니다.

두 개의 인덕터 코일은 위의 기호에서 쉽게 구별됩니다. 한 쌍의 수직선은 두 인덕터에 공통적인 철심을 나타냅니다. 많은 변압기에 강자성 코어 재료가 있지만 그렇지 않은 것도 있습니다. 구성 인덕터는 공기를 통해 서로 자기적으로 연결되어 있습니다.

다음 사진은 가스 방전 조명에 사용되는 유형의 전원 변압기를 보여줍니다. 여기에서 두 개의 인덕터 코일이 철심에 감겨 있는 것을 명확하게 볼 수 있습니다. 대부분의 변압기 설계는 보호를 위해 금속 프레임에 코일과 코어를 둘러싸지만, 이 특정 변압기는 보기 위해 열려 있으므로 설명 목적을 잘 수행합니다(아래 그림).

가스 방전 조명 변압기의 예

1차 및 2차 권선

두 와이어 코일은 구리색 바니시 절연체로 여기에서 볼 수 있습니다. 상단 코일은 하단 코일보다 크며 코어 주위에 더 많은 "회전"이 있습니다. 변압기에서 인덕터 코일은 종종 권선이라고 합니다. , 와이어가 감겨지는 제조 공정과 관련하여 핵심 소재를 중심으로.

초기 예에서 모델링한 것처럼 변압기의 전원 인덕터를 기본이라고 합니다. 권선은 전원이 공급되지 않는 코일을 2차라고 합니다. 와인딩.

다음 사진(아래 그림)에서 변압기가 반으로 절단되어 철심의 단면과 두 권선이 모두 노출되어 있습니다. 이전에 표시된 변압기와 마찬가지로 이 장치도 턴 수가 다른 1차 및 2차 권선을 사용합니다.

와이어 게이지는 또한 1차 권선과 2차 권선 간에 차이가 나는 것을 볼 수 있습니다. 와이어 게이지에서 이러한 불일치의 이유는 이 장의 다음 섹션에서 명확하게 설명됩니다.

또한, 이 사진에서 철심은 단단한 조각이 아닌 많은 얇은 시트(적층)로 이루어진 것을 볼 수 있습니다. 그 이유는 이 장의 뒷부분에서도 설명될 것입니다.

코어와 권선을 보여주는 변압기 단면 컷입니다.

SPICE를 사용한 간단한 변압기 동작

SPICE를 사용하여 시뮬레이션된 변압기의 1차 및 2차 권선을 "상호" 인덕터 쌍으로 설정하여 간단한 변압기 동작을 쉽게 시연할 수 있습니다(아래 그림).

자기장 결합 계수는 SPICE 회로 설명의 "k" 라인 끝에 제공되며 이 예는 거의 완벽(1.000)으로 설정됩니다. 이 계수는 두 인덕터가 자기적으로 얼마나 밀접하게 "연결"되었는지를 나타냅니다. 이 두 인덕터가 자기적으로 더 잘 결합될수록 이들 사이의 에너지 전달이 더 효율적이어야 합니다.

결합 인덕터용 스파이스 회로.

<예비>변압기 v1 1 0 ac 10 죄 rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 1 2 0 100 12 3 5 100 ** 이 라인은 SPICE에 두 개의 인덕터가 ** l1과 l2는 자기적으로 "연결"됩니다. k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 로드 4 5 1k .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .끝

참고:R_가짜 저항은 SPICE의 특정 단점을 충족하는 데 필요합니다. 첫 번째는 전압 소스와 L₁ 사이의 연속 루프를 끊습니다. SPICE에서 허용하지 않는 것입니다. 두 번째는 SPICE가 접지되지 않은 회로에서 작동할 수 없기 때문에 필요한 보조 회로에서 접지(노드 0)에 대한 경로를 제공합니다.

<사전>주파수 v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 9.975E-03 1차 권선 주파수 v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.962E+00 9.962E-03 2차 권선

두 권선(각각 100헨리)에 대해 동일한 인덕턴스를 사용하면 AC 전압과 전류가 두 권선에 대해 거의 동일합니다. 1차 전류와 2차 전류의 차이는 앞서 말한 자화 전류, 즉 코어를 자화하는 데 필요한 90° 지연 전류입니다.

여기에서 볼 수 있듯이 일반적으로 부하에 의해 유도되는 1차 전류에 비해 매우 작기 때문에 1차 및 2차 전류는 거의 동일합니다. 여기에서 보고 있는 것은 변압기 효율성의 전형적인 특징입니다.

효율이 95% 미만이면 현대식 전력 변압기 설계에서는 열악한 것으로 간주되며, 이러한 전력 전달은 움직이는 부품이나 마모될 기타 구성 요소가 없는 상태에서 발생합니다.

같은 양의 전압으로 더 많은 전류를 끌어오기 위해 부하 저항을 줄이면 그에 따라 1차 권선을 통과하는 전류가 증가하는 것을 볼 수 있습니다.

AC 전원이 부하 저항에 직접 연결되어 있지 않더라도(오히려 전자기적으로 "결합"됨), 소스에서 끌어오는 전류의 양은 부하가 소스에 직접 연결되었습니다.

다음 두 SPICE 시뮬레이션을 자세히 살펴보고 부하 저항의 다른 값에서 어떤 일이 발생하는지 보여줍니다.

<예비>변압기 v1 1 0 ac 10 죄 rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 1 2 0 100 12 3 5 100 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 ** 200옴의 부하 저항 값 참고 로드 4 5 200 .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .끝 <사전>주파수 v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 4.679E-02 주파수 v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.348E+00 4.674E-02

1차 전류가 2차 전류를 얼마나 밀접하게 따르는지 주목하십시오. 첫 번째 시뮬레이션에서 두 전류는 모두 약 10mA였지만 지금은 둘 다 약 47mA입니다. 이 두 번째 시뮬레이션에서는 부하 전류가 증가하는 동안 자화 전류가 이전과 동일하게 유지되기 때문에 두 전류가 동등에 더 가깝습니다.

또한 더 무거운(더 큰 전류) 부하로 인해 2차 전압이 어떻게 감소했는지도 주목하십시오. 더 낮은 값의 부하 저항(15Ω)으로 다른 시뮬레이션을 시도해 보겠습니다.

<예비>변압기 v1 1 0 ac 10 죄 rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 1 2 0 100 12 3 5 100 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 로드 4 5 15 .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .끝 <사전>주파수 v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 1.301E-01 주파수 v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 1.950E+00 1.300E-01

우리의 부하 전류는 이제 0.13A 또는 130mA로 지난번보다 상당히 높습니다. 1차 전류는 거의 동일하지만 2차 전압이 1차 전압(1.95볼트 대 1차 전압 10볼트)보다 훨씬 아래로 떨어지는 것을 확인하십시오.

그 이유는 변압기 설계가 불완전하기 때문입니다. 1차 및 2차 인덕턴스가 완벽하지 않기 때문입니다. 연결됨(1.000 대신 0.999의 k 계수) "stray" 또는 "leakage "인덕턴스. 즉, 자기장의 일부가 2차 코일과 연결되지 않아 에너지를 2차 코일에 결합할 수 없습니다. (아래 그림)

누설 인덕턴스는 두 권선을 절단하지 않는 자속으로 인한 것입니다.

결과적으로 이 "누설" 자속은 자체 인덕턴스를 통해 에너지를 단순히 저장하고 소스 회로로 되돌려 1차 및 2차 회로 모두에서 직렬 임피던스로 효과적으로 작용합니다. 이 직렬 임피던스에서 전압이 떨어지므로 부하 전압이 감소합니다. 부하 전류가 증가함에 따라 부하 양단의 전압이 "하강"합니다. (아래 그림)

등가 회로는 "이상적인 변압기"와 독립적인 직렬 인덕터로 누설 인덕턴스를 모델링합니다.

1차 코일과 2차 코일 사이에 더 나은 자기 결합을 갖도록 변압기 설계를 변경하면 1차 권선과 2차 권선 사이의 전압 수치가 다시 평등에 훨씬 더 가까워집니다.

<예비>변압기 v1 1 0 ac 10 죄 rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 1 2 0 100 12 3 5 100 ** 결합 계수 =0.999 대신 0.99999 k l1 l2 0.99999 vi1 3 4 ac 0 로드 4 5 15 .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .끝 <사전>주파수 v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 6.658E-01 주파수 v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.987E+00 6.658E-01

여기에서 2차 전압이 1차와 동일하게 돌아가고 2차 전류도 1차 전류와 동일함을 알 수 있습니다. 불행히도, 이 완전한 결합으로 실제 변압기를 구축하는 것은 매우 어렵습니다.

타협 솔루션은 인덕턴스가 더 적은 1차 코일과 2차 코일을 모두 설계하는 것입니다. 즉, 전체 인덕턴스가 낮으면 주어진 자기 결합 비효율에 대해 문제를 일으키는 "누설" 인덕턴스가 줄어듭니다. 그 결과 동일한(높은 전류의 고전류) 부하와 동일한 커플링 계수에서 이상적인 부하 전압에 더 가깝습니다.

<예비>변압기 v1 1 0 ac 10 죄 rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 ** 인덕턴스 =100 헨리 대신 1 헨리 1 2 0 1 12 3 5 1 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 로드 4 5 15 .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .끝 <사전>주파수 v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 6.664E-01 주파수 v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.977E+00 6.652E-01

인덕턴스가 적은 1차 코일과 2차 코일을 사용하기만 하면 이 고부하(고전류)에 대한 부하 전압이 거의 이상적인 수준(9.977볼트)으로 돌아갑니다. 이 시점에서 "과부하 상태에서 거의 이상적인 성능을 달성하는 데 필요한 인덕턴스가 더 적은데 왜 커플링 효율성에 대해 걱정해야 합니까?

완벽한 결합을 가진 변압기를 만드는 것이 불가능하지만 낮은 인덕턴스를 가진 코일을 설계하기 쉬운 경우, 왜 모든 변압기를 낮은 인덕턴스 코일로 만들고 열악한 자기 결합에서도 우수한 효율을 갖는 것이 좋지 않습니까?”

이 질문에 대한 답은 다른 시뮬레이션에서 찾을 수 있습니다. 동일한 낮은 인덕턴스 변압기이지만 이번에는 15Ω 대신 1kΩ의 더 가벼운 부하(더 적은 전류)를 사용합니다.

<예비>변압기 v1 1 0 ac 10 죄 rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 1 2 0 1 12 3 5 1 k l1 l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 로드 4 5 1k .ac lin 1 60 60 .print ac v(2,0) i(v1) .print ac v(3,5) i(vi1) .끝 <사전>주파수 v(2) i(v1) 6.000E+01 1.000E+01 2.835E-02 주파수 v(3,5) i(vi1) 6.000E+01 9.990E+00 9.990E-03

권선 인덕턴스가 낮을수록 1차 및 2차 전압은 거의 동일하지만 1차 및 2차 전류는 그렇지 않습니다. 이 특별한 경우에 1차 전류는 28.35mA이고 2차 전류는 9.990mA에 불과합니다. 이는 1차 전류가 2차 전류보다 거의 3배 더 많은 것입니다.

왜 이런거야? 1차 권선의 인덕턴스가 적으면 유도성 리액턴스가 줄어들고 결과적으로 훨씬 더 큰 자화 전류가 발생합니다. 1차 권선을 통과하는 상당한 양의 전류는 전송이 아니라 코어를 자화하는 데만 작용합니다. 2차 권선 및 부하에 유용한 에너지입니다.

1차 권선과 2차 권선이 동일한 이상적인 변압기는 모든 부하 조건에 대해 두 권선 세트 모두에서 동일한 전압과 전류를 나타냅니다. 완벽한 세계에서 변압기는 마치 부하가 변압기 없이 1차 전원에 직접 연결되어 있는 것처럼 원활하게 1차에서 2차로 전력을 전송합니다.

그러나 이 이상적인 목표는 완벽한 1차 권선과 2차 권선 사이의 자속 결합. 이것이 불가능하기 때문에 변압기는 가능한 한 이상에 가깝게 작동하기 위해 특정 예상 전압 및 부하 범위 내에서 작동하도록 설계되어야 합니다.

현재 염두에 두어야 할 가장 중요한 것은 변압기의 기본 작동 원리인 전자기 커플링을 통해 1차 회로에서 2차 회로로 전력을 전달하는 것입니다.

검토:

<울>

상호 인덕턴스 두 개 이상의 인덕터의 자속이 "연결"되어 다른 코일의 전류 변화율에 비례하여 한 코일에 전압이 유도됩니다.

트랜스포머 두 개 이상의 인덕터로 구성된 장치이며 그 중 하나는 AC에 의해 전원이 공급되어 두 번째 인덕터에 AC 전압을 유도합니다. 두 번째 인덕터가 부하에 연결되면 전력은 첫 번째 인덕터의 전원에서 해당 부하로 전자기적으로 결합됩니다.

변압기의 전원 인덕터를 1차 권선이라고 합니다. . 변압기의 무전원 인덕터를 2차 권선이라고 합니다. .

코어의 자속(Φ)은 소스 전압 파형보다 90° 뒤쳐집니다. 이 자속을 생성하기 위해 소스에서 1차 코일이 끌어오는 전류를 자화 전류라고 합니다. , 그리고 공급 전압도 90° 지연됩니다.

무부하 변압기의 총 1차 전류를 여자 전류라고 합니다. 자화 전류와 코어 손실을 극복하는 데 필요한 추가 전류로 구성됩니다. 실제 변압기에서는 결코 완벽하게 정현파가 아니지만, 자속 밀도가 최소로 유지되도록 변압기를 설계하고 작동하면 더 많이 만들 수 있습니다.

코어 플럭스는 코어를 감싼 코일에 전압을 유도합니다. 유도 전압은 1차 권선 소스 전압과 이상적으로 동위상이며 동일한 파형을 공유합니다.

부하에 의해 2차 권선을 통해 끌어온 모든 전류는 1차 권선에 "반사"되고 소스가 유사한 부하에 직접 전력을 공급하는 것처럼 전압 소스에서 끌어옵니다.

관련 워크시트:

<울>

상호 인덕턴스 워크시트

승압, 강압 및 절연 변압기 워크시트