Імпеданс трансформатора

Визначення течії витоку

У трансформаторі не всі магнітні лінії зв'язують первинну і вторинну обмотки. Деякі магнітні лінії зв'язують лише одну обмотку, що називається течією витоку. Ця течія витоку викликає самореактивне опору в зазначеній обмотці.

Ця самореактивна опора також відома як реактивна опора витоку. Коли вона поєднується з опором трансформатора, утворюється імпеданс. Цей імпеданс викликає падіння напруги як у первинній, так і у вторинній обмотках.

Опор трансформатора

Первинні та вторинні обмотки електричного трансформатора зазвичай виготовляються з міді, яка є хорошим провідником струму, але не суперпровідником. Суперпровідники на практиці недоступні. Тому ці обмотки мають деякий опір, який разом називається опором трансформатора.

Імпеданс трансформатора

Як ми вже сказали, як первинні, так і вторинні обмотки матимуть опір і реактивну опору витоку. Ці опір і реактивна опора будуть поєднуватися, що насправді є імпедансом трансформатора. Якщо R1 і R2, а також X1 і X2 — це опір і реактивна опора витоку первинної та вторинної обмоток відповідно, то Z1 і Z2 — це імпеданси первинної та вторинної обмоток відповідно,

Імпеданс трансформатора грає важливу роль при паралельному роботі трансформаторів

Течія витоку в трансформаторі

У ідеальному трансформаторі, всі магнітні лінії б зв'язували первинну і вторинну обмотки. Однак, насправді, не всі магнітні лінії зв'язують обидві обмотки. Більшість магнітних ліній проходить через сердцевину трансформатора, але деякі зв'язують лише одну обмотку. Це називається течією витоку, яка проходить через ізоляцію обмоток та масло трансформатора, а не через сердцевину.

Течія витоку викликає реактивну опору витоку в обох первинній та вторинній обмотках, відому як магнітний виток.

Падіння напруги в обмотках відбувається через імпеданс трансформатора. Імпеданс — це комбінація опору і реактивної опори витоку трансформатора. Якщо ми застосуємо напругу V1 до первинної обмотки трансформатора, буде компонент I1X1 для балансування самовикликаного ЕДС через реактивну опору витоку первинної обмотки. (Тут X1 — це реактивна опора витоку первинної обмотки). Тепер, якщо ми також врахуємо падіння напруги через опір первинної обмотки трансформатора, то рівняння напруги трансформатора можна легко записати як,

Аналогічно для реактивної опори витоку вторинної обмотки, рівняння напруги вторинної сторони є таким,

На малюнку вище показано первинні та вторинні обмотки в окремих частинках, і це розташування може призвести до великої течії витоку в трансформаторі, оскільки є велика можливість для витоку. 

Течію в первинній та вторинній обмотках можна усунути, якщо обмотки можна розташувати в одному просторі. Звичайно, це фізично неможливо, але, розташувавши вторинну та первинну обмотки концентрично, можна значно вирішити цю проблему.