แรงดันไฟฟ้าขาเข้ามีผลต่อกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานโหลดในทรานส์ฟอร์เมอร์แบบอุดมคติอย่างไร

วิธีที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าส่งผลต่อกระแสผ่านตัวต้านทานโหลดในหม้อแปลงอุดมคติ

หม้อแปลงอุดมคติคือหม้อแปลงที่ถือว่าไม่มีการสูญเสียพลังงาน (เช่น การสูญเสียจากทองแดงหรือเหล็ก) หน้าที่หลักของมันคือการเปลี่ยนระดับแรงดันและกระแสโดยรับรองว่าพลังงานขาเข้าเท่ากับพลังงานขาออก การทำงานของหม้อแปลงอุดมคติขึ้นอยู่กับหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า และมีอัตราส่วนจำนวนรอบ n ระหว่างวงจรปฐมภูมิกับวงจรทุติยภูมิ ซึ่งกำหนดโดย n=N2 /N1 โดย N1 เป็นจำนวนรอบในวงจรปฐมภูมิ และ N2 เป็นจำนวนรอบในวงจรทุติยภูมิ ส่งผลต่อกระแสผ่านตัวต้านทานโหลดเมื่อมีแรงดันไฟฟ้า V1 ถูกนำไปใช้กับวงจรปฐมภูมิของหม้อแปลงอุดมคติ ตามอัตราส่วนจำนวนรอบ n จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขาออก V2 ในวงจรทุติยภูมิ ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:

หากวงจรทุติยภูมิเชื่อมต่อกับตัวต้านทานโหลด RL แล้ว กระแส I2 ที่ไหลผ่านตัวต้านทานโหลดนี้สามารถคำนวณได้โดยใช้กฎของโอห์ม:

แทนค่า V2 ลงในสมการดังกล่าวจะได้:

จากสมการนี้ สามารถเห็นได้ว่าสำหรับอัตราส่วนจำนวนรอบ n และความต้านทานโหลด RL ที่กำหนด กระแสทุติยภูมิ I2 มีความสัมพันธ์ตรงกับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า V1 นั่นคือ:

• เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้า V1 เพิ่มขึ้น หากอัตราส่วนจำนวนรอบ n และความต้านทานโหลด RL คงที่ กระแสทุติยภูมิ I2 จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

• เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้า V1 ลดลง ในเงื่อนไขเดียวกัน กระแสทุติยภูมิ I2 จะลดลง

ควรสังเกตว่าในหม้อแปลงอุดมคติ พลังงานขาเข้า P1 เท่ากับพลังงานขาออก P2 ดังนั้น:

ที่นี่ I1 คือกระแสในวงจรปฐมภูมิ เนื่องจาก V2=V1×n ดังนั้น I2=I1/n บ่งชี้ว่ากระแสในวงจรปฐมภูมิ I1 มีความสัมพันธ์ผกผันกับกระแสทุติยภูมิ I2 ทั้งสองขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า V1

สรุปได้ว่า แรงดันไฟฟ้าขาเข้า V1 มีผลโดยตรงต่อกระแส I2 ที่ไหลผ่านตัวต้านทานโหลด RL ในหม้อแปลงอุดมคติ และผลกระทบนี้เป็นผลมาจากอัตราส่วนจำนวนรอบ n ของหม้อแปลง