Jak napięcie wejściowe wpływa na prąd płynący przez obciążenie opornikowe w idealnym transformatorze

Jak napięcie wejściowe wpływa na prąd przepływający przez opornik obciążenia w idealnym transformatorze

Idealny transformator to taki, który zakłada brak strat energii (takich jak straty miedziane lub żelazne). Jego podstawowym zadaniem jest zmiana poziomów napięcia i prądu przy jednoczesnym zapewnieniu, że moc wejściowa jest równa mocy wyjściowej. Działanie idealnego transformatora opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej, a między cewką pierwotną a wtórną istnieje stała proporcja zwrotów n, wyrażona wzorem n=N2 /N1, gdzie N1 to liczba zwrotów w cewce pierwotnej, a N2 to liczba zwrotów w cewce wtórnej. Wpływ napięcia wejściowego na prąd w oporniku obciążenia Gdy do cewki pierwotnej idealnego transformatora zostanie podane napięcie wejściowe V1, zgodnie z proporcją zwrotów n, indukuje ono odpowiadające mu napięcie wyjściowe V2 w cewce wtórnej, co można wyrazić następującym wzorem:

Jeśli cewka wtórna jest połączona z opornikiem obciążenia RL, to prąd I2 przepływający przez ten opornik można obliczyć za pomocą prawa Ohma:

Podstawienie wyrażenia dla V2 do powyższego równania daje:

Z tego równania wynika, że dla danej proporcji zwrotów n i oporu obciążenia RL, prąd wtórny I2 jest bezpośrednio proporcjonalny do napięcia wejściowego V1. To oznacza:

• Gdy napięcie wejściowe V1 zwiększa się, a proporcja zwrotów n i opór obciążenia RL pozostają stałe, prąd wtórny I2 również zwiększy się odpowiednio.

• Gdy napięcie wejściowe V1 maleje, w tych samych warunkach, prąd wtórny I2 również zmniejszy się.

Warto zauważyć, że w idealnym transformatorze moc wejściowa P1 jest równa mocy wyjściowej P2, więc:

Tutaj I1 to prąd w cewce pierwotnej. Ponieważ V2=V1×n, to I2=I1/n, co oznacza, że prąd pierwotny I1 jest odwrotnie proporcjonalny do prądu wtórnego I2, oba zależą od napięcia wejściowego V1.

Podsumowując, napięcie wejściowe V1 bezpośrednio wpływa na prąd I2 przepływający przez opornik obciążenia RL w idealnym transformatorze, a ten wpływ realizowany jest poprzez proporcję zwrotów n.