
【电】 ideal transformer
理想变压器(Ideal Transformer)是电磁学中用于分析电能传输的理论模型,其定义为一种无能量损耗、无漏磁且磁导率无限大的静态电磁装置。在汉英对照语境中,其英文术语明确体现了“理想化”假设——即忽略实际变压器的电阻、铁芯损耗和磁滞效应。
电压与匝数比关系
原边(Primary)和副边(Secondary)的电压满足: $$ frac{V_p}{V_s} = frac{N_p}{N_s} $$ 其中$N_p$和$N_s$分别为原副边线圈匝数。该公式表明电压变换严格遵循匝数比(来源:《电工学原理》,高等教育出版社)。
电流反比特性
电流关系为: $$ frac{I_p}{I_s} = frac{N_s}{N_p} $$ 体现了能量守恒原则,即输入功率等于输出功率($P_p = P_s$)。
阻抗变换功能
副边负载阻抗$Z_s$反映至原边的等效阻抗为: $$ Z_p = left(frac{N_p}{N_s}right) Z_s $$ 这一特性在电路匹配设计中具有重要应用(来源:IEEE标准C57.12.80)。
理想变压器不存在于现实工程中,但为分析真实变压器提供了基准。实际器件需考虑绕组电阻、铁芯涡流损耗和磁饱和现象,这些因素在电力系统设计与电力电子领域的研究中需通过修正系数补偿(来源:《电力系统分析》,清华大学出版社)。
理想变压器是一种理想化的电路元件模型,用于简化实际变压器的分析和计算。它在电磁学中具有以下核心特征和定义:
组成
由两个或多个线圈(初级线圈和次级线圈)绕在同一个高磁导率铁芯上构成,假设铁芯无磁滞损耗和涡流损耗。
电压与匝数关系
输入电压((V_1))与输出电压((V_2))的比值等于线圈匝数比:
$$
frac{V_1}{V_2} = frac{N_1}{N_2}
$$
其中 (N_1) 和 (N_2) 分别为初级和次级线圈的匝数。
电流关系
电流与匝数成反比,满足功率守恒:
$$
frac{I_1}{I_2} = frac{N_2}{N_1}
$$
理想变压器忽略以下实际因素:
实际变压器存在损耗(如铜损、铁损)、漏磁、有限磁导率等,需额外考虑效率、温升等问题。理想模型通过忽略次要因素,突出变压、变流的核心功能。
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