Как входное напряжение влияет на ток, протекающий через нагрузочное сопротивление в идеальном трансформаторе?

Как входное напряжение влияет на ток через нагрузочный резистор в идеальном трансформаторе

Идеальный трансформатор предполагает отсутствие потерь энергии (например, потерь на сопротивление меди или железа). Его основная функция — изменение уровней напряжения и тока, при этом входная мощность равна выходной. Работа идеального трансформатора основана на принципе электромагнитной индукции, и существует фиксированное соотношение числа витков n между первичной и вторичной обмотками, задаваемое формулой n=N2 /N1, где N1 — число витков в первичной обмотке, а N2 — число витков во вторичной обмотке. Влияние входного напряжения на ток через нагрузочный резистор При подаче входного напряжения V1 на первичную обмотку идеального трансформатора, согласно соотношению числа витков n, оно вызывает соответствующее выходное напряжение V2 во вторичной обмотке, которое можно выразить следующей формулой:

Если вторичная обмотка подключена к нагрузочному резистору RL, то ток I2, протекающий через этот резистор, можно рассчитать с помощью закона Ома:

Подставляя выражение для V2 в приведенное выше уравнение, получаем:

Из этого уравнения видно, что при заданном соотношении числа витков n и сопротивлении нагрузки RL, ток во вторичной цепи I2 прямо пропорционален входному напряжению V1. Это означает:

• При увеличении входного напряжения V1, если соотношение числа витков n и сопротивление нагрузки RL остаются постоянными, ток во вторичной цепи I2 также увеличится соответственно.

• При уменьшении входного напряжения V1, при тех же условиях, ток во вторичной цепи I2 уменьшится.

Важно отметить, что в идеальном трансформаторе входная мощность P1 равна выходной мощности P2, поэтому:

Здесь I1 — это ток в первичной обмотке. Поскольку V2=V1×n, тогда I2=I1/n, что указывает на обратную пропорциональность тока в первичной обмотке I1 к току во вторичной обмотке I2, оба из которых зависят от входного напряжения V1.

В заключение, входное напряжение V1 непосредственно влияет на ток I2, протекающий через нагрузочный резистор RL в идеальном трансформаторе, и это влияние реализуется через соотношение числа витков n.