Импеданс на трансформатор

Определение на изтичане реактивност

В трансформатора не всичкия поток свързва и първичната, и вторичната обмотка. Някой поток свързва само една обмотка, наречена поток на изтичане. Този поток на изтичане причинява само-реактивност в засегнатата обмотка.

Тази само-реактивност се нарича също реактивност на изтичане. Когато се комбинира със съпротивлението на трансформатора, се образува импеданс. Този импеданс причинява падеж на напрежението както в първичната, така и във вторичната обмотка.

Съпротивление на трансформатора

Първичната и вторичната обмотка на електрическия трансформатор обикновено са направени от мед, която е добър проводник, но не е суперпроводник. Суперпроводниците не са практически налични. Следователно, тези обмотки имат някакво съпротивление, известно колективно като съпротивление на трансформатора.

Импеданс на трансформатора

Както казахме, както първичната, така и вторичната обмотка ще имат съпротивление и реактивност на изтичане. Това съпротивление и реактивност ще бъдат в комбинация, което е нищо друго освен импеданс на трансформатора. Ако R1 и R2, и X1 и X2 са съответно първичното и вторичното съпротивление и реактивност на изтичане на трансформатора, то Z1 и Z2, импедансите на първичната и вторичната обмотка, са съответно,

Импедансът на трансформатора играе ключова роля при паралелна работа на трансформатора

Поток на изтичане в трансформатора

В идеален трансформатор, всичкият поток би свързвал и първичната, и вторичната обмотка. Обаче, в реалността, не всичкият поток свързва двете обмотки. Най-голямата част от потока преминава през ядрото на трансформатора, но някой поток свързва само една обмотка. Това се нарича поток на изтичане, който преминава през изолацията на обмотката и маслото на трансформатора, вместо през ядрото.

Потокът на изтичане причинява реактивност на изтичане както в първичната, така и във вторичната обмотка, известна като магнитно изтичане.

Падежите на напрежението в обмотките се появяват поради импеданса на трансформатора. Импедансът е комбинация от съпротивление и реактивност на изтичане на трансформатора. Ако приложим напрежение V1 към първичната обмотка, ще има компонент I1X1, за да уравновеси самопроизведено ЕМФ в първичната обмотка, причинено от реактивността на изтичане. (Тук, X1 е реактивността на изтичане на първичната обмотка). Ако също така вземем предвид падежа на напрежението, причинен от съпротивлението на първичната обмотка, то уравнението за напрежението на трансформатора може лесно да бъде записано като,

По същия начин за вторичната реактивност на изтичане, уравнението за напрежението на вторичната страна е,

В горния чертеж, първичната и вторичната обмотка са показани в отделни части, и тази конфигурация може да доведе до голям поток на изтичане в трансформатора, защото има голямо пространство за изтичане. 

Изтичането в първичната и вторичната обмотка може да бъде елиминирано, ако обмотките могат да заемат едно и също пространство. Разбира се, това е физически невъзможно, но, като се разположат вторичната и първичната обмотка концентрично, проблемът може да бъде решен до голяма степен.