Impedance transformátoru

Definice cizí indukčnosti

V transformátoru nevazí všechna magnetická indukce jak primární, tak sekundární cívku. Některá magnetická indukce vazí pouze jednu cívkou, což se nazývá úniková indukce. Tato úniková indukce způsobuje cizí indukčnost v dotčené cívkě.

Tato cizí indukčnost je také známá jako úniková indukčnost. Když je spojena s odporom transformátoru, tvoří impedanci. Tato impedance způsobuje klesání napětí jak v primární, tak v sekundární cívkě.

Odpor transformátoru

Primární a sekundární cívky elektrického transformátoru jsou obvykle vyrobeny z mědi, která je dobrým vodičem proudu, ale není nadproudovým vodičem. Nadproudové vodiče prakticky nejsou dostupné. Proto mají tyto cívky nějaký odpor, který se společně nazývá odpor transformátoru.

Impedance transformátoru

Jak jsme uvedli, jak primární, tak sekundární cívky budou mít odpor a únikovou indukčnost. Tyto odpory a indukčnosti v kombinaci tvoří nic jiného než impedanci transformátoru. Pokud R1 a R2 a X1 a X2 jsou odpory a únikové indukčnosti primární a sekundární cívky, pak Z1 a Z2 jsou impedancemi primární a sekundární cívky, a to následovně,

Impedance transformátoru hraje klíčovou roli při paralelním provozu transformátorů.

Úniková indukce v transformátoru

V ideálním transformátoru by všechna magnetická indukce vazila jak primární, tak sekundární cívku. V reálnosti však nevazí všechna magnetická indukce obě cívky. Většina magnetické indukce prochází jádrem transformátoru, ale některá indukce vazí pouze jednu cívkou. To se nazývá úniková indukce, která prochází izolací cívek a transformátorovým olejem místo jádra.

Úniková indukce způsobuje únikovou indukčnost v primární i sekundární cívkách, což se nazývá magnetický únik.

Klesání napětí v cívkách nastává kvůli impedanci transformátoru. Impedance je kombinací odporu a únikové indukčnosti transformátoru. Pokud aplikujeme napětí V1 na primární stranu transformátoru, bude komponent I1X1 vyvažovat samonavodněné emf primární strany způsobené primární únikovou indukčností. (Zde, X1 je primární úniková indukčnost). Pokud zahrneme i klesání napětí způsobené odporom primární strany transformátoru, pak rovnice napětí transformátoru lze snadno zapsat jako,

Podobně pro sekundární únikovou indukčnost, rovnice napětí sekundární strany je,

Na obrázku výše jsou primární a sekundární cívky ukázány v oddělených členech, a tato uspořádání mohou vést k velkému únikovému magnetickému toku v transformátoru, protože existuje velký prostor pro únik. 

Únik v primární a sekundární cívce by mohl být eliminován, pokud by cívky mohly zabírat stejný prostor. Samozřejmě, fyzicky je to nemožné, ale umístění sekundární a primární cívky koncentricky může tento problém řešit v důsledné míře.