Teorija tal-Transformer fuq Operazzjoni b'Cariga u senza Cariga

Definizzjoni tal-Transformer

Il-transformer huwa definit bħala dispożitiv elettriku li jtransferi l-enerġija elettrika bejn żewġ jew aktarċirkwiti permezz tal-indużjoni elettromagnetika.

Teorija tal-Transformer f’Kundizzjoni ta’ L-Ebda Ċariga

Bl-Ebda Reżistanza tal-Filament u bl-Ebda Reattanza tal-Leakage

Ikkunsidra transformer bl-eżclusivament il-perdiżi tal-core, iddietalhu ma għandhomx perdiżi tal-kupru jew reattanza tal-leakage. Meta sors ta' kurrent alternativ jiġi applikat fil-primerjar, huwa jfornixxi l-kurrent biex jimmagnetizza l-core tal-transformer.

Iżda dan il-kurrent mhux il-kurrent reali tal-magnetizzazzjoni; huwa qishom akbar mill-kurrent reali tal-magnetizzazzjoni. Il-kurrent totali fornixxiet mis-sors għandha żewġ komponenti, waħed huwa l-kurrent tal-magnetizzazzjoni li se sservix biss biex jimmagnetizza l-core, u l-oħra tal-kurrent mis-sors tiġi spesa biex tkompensa l-perdiżi tal-core fit-transformers.

Għall-komponent tal-perdiżi tal-core, il-kurrent tas-sors f’kundizzjoni ta’ ebda cariga ma jlaggħas l-volttagġ tas-suppli b’esattament 90° iżda b’dan l-għajnun θ, li huwa inqas minn 90°. Il-kurrent totali Io għandu komponent Iw fl-iskeda mal-volttagġ V1, li jirrappreżenta l-komponent tal-perdiżi tal-core.

Dan il-komponent jiġi presa fl-iskeda mal-volttagġ tas-sors għax huwa mħassess ma’ perdiżi attivi jew operati fit-transformers. Komponent oħra tal-kurrent tas-sors hija indikata bħala Iμ.

Dan il-komponent jipprodusa l-fluss magnetiku alternativ fil-core, għalhekk huwa bezza-watt; ibda huwa l-parti reattiva tal-kurrent tas-sors fit-transformer. Għalhekk Iμ se jkun fl-quadratura mal-V1 u fl-iskeda mal-fluss alternativ Φ. Għalhekk, il-kurrent primarju totali fit-transformer f’kundizzjoni ta’ ebda cariga jista’ jirrapreżenta bħal:

Issa riedt tara kif hija sempliċi l-esplikazzjoni tal-teorija tal-transformer f’kundizzjoni ta’ ebda cariga.

Teorija tal-Transformer f’Kundizzjoni ta’ Cariga

Bl-Ebda Reżistanza tal-Filament u Leakage Reactance

Issa ser nesaminu l-behavior tal-transformer preċedenti f’kundizzjoni ta’ cariga, li fih l-cariga hi mmexxa mal-terminals sekondarji. Ikkunsidra transformer bl-perdiżi tal-core iżda bl-ebda perdiżi tal-kupru u reattanza tal-leakage. Meta cariga jiġi mmexxa mal-filament sekondarju, is-silġ tal-cariga se jibda jaqsmu permezz tal-cariga kif ukoll tal-filament sekondarju.

Dan is-silġ tal-cariga dependi esklusivament fuq l-karatteristiċi tal-cariga u wkoll fuq il-volttagġ sekondarju tal-transformer. Dan is-silġ huwa miftuh bħala silġ sekondarju jew silġ tal-cariga, hawn huwa indikat bħala I2. Waqt li I2 qed jagħmel passa permezz tal-filament sekondarju, ikun prodott MMF fis-silġ sekondarju. Hawn huwa N2I2, fejn, N2 huwa l-numru ta’ tornaturi tal-filament sekondarju tal-transformer.

Dan il-MMF jew forza magnetomotriċi fis-silġ sekondarju ipprodottil-fluss φ2. Dan il-φ2 se joppożi l-fluss prinċipali tal-magnetizzazzjoni u momentanament jiżbilja l-fluss prinċipali u jcerża li jniqsu l-emf self-induttiv E1. Jekk E1 tfalla taħt il-volttagġ tas-sors primarju V1, se jkun hemm kurrent ekstra jisilġa mis-sors għall-filament primarju.

Dan il-kurrent ekstra primarju I2′ ipprodottil-fluss ekstra φ′ fil-core li se jneutralizza l-fluss kontra sekondarju φ2. Għalhekk il-fluss prinċipali tal-magnetizzazzjoni tal-core, Φ, jiġi maqsum f’dan il-mod indipendentement mid-dinja tal-cariga. Għalhekk il-kurrent totali li din it-transformer tieħu mis-sors jista’ jiġi maqsum f’żewġ komponenti.

L-ewwel huwa utilizzat biex jimmagnetizza l-core u jkompensa l-perdiżi tal-core, iddietalhu Io. Huwa l-komponent ta’ ebda cariga tal-kurrent primarju. Is-silġ oħra huwa utilizzat biex jkompensa l-fluss kontra tal-filament sekondarju. 

Huwa miftuh bħala l-komponent tal-cariga tal-kurrent primarju. Għalhekk il-kurrent primarju totali ta’ transformer elettriku fit-kundizzjoni ta’ ebda cariga bl-ebda reżistanza tal-filament u reattanza tal-leakage jista’ jiġi rappreżentat kif segue:

Fejn θ2 huwa l-għajnun bejn il-Volttagġ Sekondarju u is-Silġ Sekondarju tal-transformer. Issa ser nagħmlu passa l-oħra lejn aspett aktar prattiku tal-transformer.

Teorija tal-Transformer f’Kundizzjoni ta’ Cariga, bl-Ebda Reattanza tal-Leakage imma Reżistanza tal-Filament

Issa, ikkunsidra l-reżistanza tal-filament tal-transformer iżda bl-ebda reattanza tal-leakage. Sa hawn, diskutajna l-transformer li għandu filaments ideali, iddietalhum ma għandhomx reżistanza u reattanza tal-leakage, iżda issa ser nikkunsidraw transformwer li għandu reżistanza interna fil-filament imma bl-ebda reattanza tal-leakage. Minħabba li l-filaments huma reżistenti, ikun hemm drop ta’ volttagġ fil-filaments.

Qabel provdaw li, il-kurrent primarju totali mis-sors f’kundizzjoni ta’ cariga huwa I1. Il-drop ta’ volttagġ fil-filament primarju mal-reżistanza R1 huwa R1I1. Ovvju, l-emf induttiv permezz tal-filament primarju E1, ma huwa exattament identiku mal-volttagġ tas-sors V1. E1 huwa inqas minn V1 bid-drop ta’ volttagġ I1R1.

F’dan il-każ tal-sekondar, il-volttagġ induttiv permezz tal-filament sekondarju, E2, ma japparax kemm jidher permezz tal-cariga għax ukoll jkun hemm drop ta’ volttagġ b’ammont I2R2, fejn R2 huwa l-reżistanza tal-filament sekondarju u I2 huwa is-silġ sekondarju jew silġ tal-cariga.

Fil-stess mod, l-equazzjoni tal-volttagġ tal-parti sekondarja tal-transformer tkun:

Teorija tal-Transformer f’Kundizzjoni ta’ Cariga, bl-Reżistanza kif ukoll Reattanza tal-Leakage

Issa ser nikkunsidraw il-kondizzjoni meta hemm reattanza tal-leakage tal-transformer kif ukoll reżistanza tal-filament tal-transformer.

Ipponu li l-reattanzi tal-leakage tal-filament primarju u sekondarju tal-transformer huma X1 u X2 rispettivament. Għalhekk l-impediment totali tal-filament primarju u sekondarju tal-transformer mal-reżistanza R1 u R2 rispettivament jistgħu jiġu rappreżentati bħal,

Qed naqblu l-equazzjoni tal-volttagġ tal-transformer f’kundizzjoni ta’ cariga, b’biss ir-resistenzi fil-filaments, fejn il-drop ta’ volttagġ fil-filaments jokkuru biss għall-drop ta’ volttagġ reżistenti.

Iżda meta nikkunsidraw l-reattanzi tal-leakage tal-filaments tal-transformer, il-drop ta’ volttagġ jokkuru fil-filaments mhux biss għall-reżistanza iżda anke għall-impediment tal-filaments tal-transformer. Għalhekk, l-equazzjoni tal-volttagġ reali tal-transformer tista’ tiġi determinata b’sostituzzjoni tal-reżistanzi R1 & R2 fl-equazzjonijiet preċedenti b’Z1 u Z2.

Għalhekk, l-equazzjonijiet tal-volttagġ huma,

Id-drop tal-reżistanza huma fid-direzzjoni tal-vettur tal-kurrent. Iżda d-drop reattivi se jiġu perpendikolari mal-vettur tal-kurrent kif mur f’dan id-diagramma vetturjali tal-transformer.