Чому генератор ЕМФ потребує окремого витка на тій самій сердцевині що й його первинні витки

Чому генератор ЕДС потребує окремого витягу на тій же сердцевині, що й його первинний витяг?

Генератор ЕДС (зазвичай мається на увазі трансформатор) потребує окремого витягу на тій же сердцевині, що й його первинний витяг, з кількох ключових причин:

• Магнітне з'єднання:Принцип роботи трансформаторів базується на магнітному з'єднанні між двома витягами через спільну залізну сердцевину. Коли струм проходить через первинний витяг, він генерує змінне магнітне поле, яке потім індукує електродвижущу силу (ЕДС) у вторинному витязі. Якщо вторинний витяг не буде розташований на тій же сердцевині, немає ефективного магнітного з'єднання, що запобігає ефективному переносу енергії.

•  Взаємна індукція:Коли струм проходить через первинний витяг, він створює змінне магнітне поле в залізній сердцевині. Це поле індукує напругу у вторинному витязі. Ділячи ту ж сердцевину, взаємна індукція максимальна, що покращує ефективність перетворення енергії.

• Концентрація поля:Роль залізної сердцевини полягає в концентрації та керуванні магнітним полем, що збільшує сили поля та ефективність. Розташовуючи вторинний витяг на тій же сердцевині, більшість ліній магнітного потоку проходять через вторинний витяг, підвищуючи індуковану ЕДС.

•  Зменшення витоків розсіювання:Якщо вторинний витяг не буде на тій же сердцевині, буде більше витків розсіювання, що означає, що частина магнітного поля не пройде через вторинний витяг. Це призводить до втрати енергії та зниження ефективності. Розташування вторинного витяга на тій же сердцевині зменшує витки розсіювання, покращуючи загальну ефективність системи.

Чи може він все ще надавати енергію, якщо нічого не під'єднано до вторинних клем?

Якщо нічого не під'єднано до вторинних клем трансформатора, теоретично, він не "надає енергії", оскільки струм не проходить через вторинний витяг. Однак, сам трансформатор все ще демонструє певні поведінки:

•  Індукована ЕДС:Навіть якщо на вторинному витязі немає навантаження, змінне магнітне поле від первинного витягу все ще індукує ЕДС у вторинному витязі. Це тому, що принцип електромагнітної індукції визначає, що завжди, коли є змінне магнітне поле, що проходить через котушку, індукується ЕДС.

•  Робота без навантаження:У режимі без навантаження, трансформатор все ще споживає деяку енергію, яка в основному використовується для створення магнітного поля. Це споживання називається магнітним струмом (або струмом без навантаження), який подається через первинний витяг, але не передається до вторинного витягу.

•  Реактивна потужність:У режимі без навантаження, трансформатор споживає реактивну потужність, яка використовується для створення магнітного поля в сердцевині. Хоча активна потужність не передається до навантаження, сам трансформатор споживає енергію.

•  Підвищення температури:Навіть без навантаження, трансформатор досить сильно нагрівається через втрати гістерезису та вихрових струмів у сердцевині, а також опорних втрат у витягах.

Отже, хоча трансформатор не надає енергію до навантаження, коли його вторинні клеми відкриті, він все ще генерує індуковану ЕДС та споживає вхідну енергію для підтримки магнітного поля. Цей стан називається роботою без навантаження.