
【電】 ideal transformer
理想變壓器(Ideal Transformer)是電磁學中用于分析電能傳輸的理論模型,其定義為一種無能量損耗、無漏磁且磁導率無限大的靜态電磁裝置。在漢英對照語境中,其英文術語明确體現了“理想化”假設——即忽略實際變壓器的電阻、鐵芯損耗和磁滞效應。
電壓與匝數比關系
原邊(Primary)和副邊(Secondary)的電壓滿足: $$ frac{V_p}{V_s} = frac{N_p}{N_s} $$ 其中$N_p$和$N_s$分别為原副邊線圈匝數。該公式表明電壓變換嚴格遵循匝數比(來源:《電工學原理》,高等教育出版社)。
電流反比特性
電流關系為: $$ frac{I_p}{I_s} = frac{N_s}{N_p} $$ 體現了能量守恒原則,即輸入功率等于輸出功率($P_p = P_s$)。
阻抗變換功能
副邊負載阻抗$Z_s$反映至原邊的等效阻抗為: $$ Z_p = left(frac{N_p}{N_s}right) Z_s $$ 這一特性在電路匹配設計中具有重要應用(來源:IEEE标準C57.12.80)。
理想變壓器不存在于現實工程中,但為分析真實變壓器提供了基準。實際器件需考慮繞組電阻、鐵芯渦流損耗和磁飽和現象,這些因素在電力系統設計與電力電子領域的研究中需通過修正系數補償(來源:《電力系統分析》,清華大學出版社)。
理想變壓器是一種理想化的電路元件模型,用于簡化實際變壓器的分析和計算。它在電磁學中具有以下核心特征和定義:
組成
由兩個或多個線圈(初級線圈和次級線圈)繞在同一個高磁導率鐵芯上構成,假設鐵芯無磁滞損耗和渦流損耗。
電壓與匝數關系
輸入電壓((V_1))與輸出電壓((V_2))的比值等于線圈匝數比:
$$
frac{V_1}{V_2} = frac{N_1}{N_2}
$$
其中 (N_1) 和 (N_2) 分别為初級和次級線圈的匝數。
電流關系
電流與匝數成反比,滿足功率守恒:
$$
frac{I_1}{I_2} = frac{N_2}{N_1}
$$
理想變壓器忽略以下實際因素:
實際變壓器存在損耗(如銅損、鐵損)、漏磁、有限磁導率等,需額外考慮效率、溫升等問題。理想模型通過忽略次要因素,突出變壓、變流的核心功能。
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