理想的トランス変圧器において負荷抵抗を流れる電流は入力電圧によってどのように影響を受けますか

入力電圧が理想的なトランスフォーマーの負荷抵抗を通る電流に与える影響

理想的なトランスフォーマーとは、エネルギ損失（銅損失や鉄損など）がないと仮定されるものです。その主な機能は、入力パワーが出力パワーと等しくなるように電圧レベルと電流レベルを変更することです。理想的なトランスフォーマーの動作は電磁誘導の原理に基づいており、一次コイルと二次コイル間に固定された巻数比nがあり、これはn=N2 /N1で表されます。ここで、N1は一次コイルの巻数、N2は二次コイルの巻数です。入力電圧が負荷抵抗の電流に及ぼす影響：一次コイルに入力電圧V1が適用されると、巻数比nに基づいて二次コイルに相当する出力電圧V2が誘起されます。これは以下の式で表現できます：

もし二次コイルが負荷抵抗RLに接続されている場合、この負荷抵抗を通る電流I2はオームの法則を使用して計算することができます：

上記の式にV2の表現を代入すると次のようになります：

この式から、特定の巻数比nと負荷抵抗RLに対して、二次電流I2は入力電圧V1に比例することがわかります。つまり：

• 入力電圧V1が増加した場合、巻数比nと負荷抵抗RLが一定であれば、二次電流I2もそれに応じて増加します。

• 同様の条件下で入力電圧V1が減少した場合、二次電流I2も減少します。

重要な点として、理想的なトランスフォーマーでは入力パワーP1は出力パワーP2に等しいため、以下のように表されます：

ここで、I1は一次コイルの電流です。V2=V1×nであるため、I2=I1/nとなり、一次電流I1は二次電流I2に反比例し、両方とも入力電圧V1に依存します。 ${\mathrm{<br>\; \; }}_{}$要約すると、理想的なトランスフォーマーにおいて入力電圧V1は負荷抵抗RLを通る電流I2に直接影響を与え、この効果はトランスフォーマーの巻数比nによって実現されます。