Еквивалентна схема на трансформатор
Еквивалентната схема на всеки апарат може да бъде изключително полезна за прогнозиране на поведението му при различни условия на работа. Тя е основно схематично представяне на уравненията, които описват производителността на апарата.
Опростената еквивалентна схема на трансформатора се конструира, като всички параметри на трансформатора се представят или от вторичната, или от първичната страна. Еквивалентната схема на трансформатора е показана по-долу:
Нека се разгледа еквивалентната схема на трансформатора, с коефициент на преобразуване K = E2/E1. Индуктираното електромагнитно напрежение E1 е еквивалентно на приложено първично напрежение V1 минус падането на напрежението в първичната обмотка. Това напрежение дава началния безнапредов ток I0 в първичната обмотка на трансформатора. Тъй като стойността на безнапредовия ток е изключително малка, често се пренебрегва в много анализи.Следователно, I1≈I1′. Безнапредовият ток I0 може да бъде допълнително разложен на две компоненти: магнетизиращия ток Im и работния ток Iw.Тези две компоненти на безнапредовия ток са резултат от тока, извличан от непроиндуктивно съпротивление R0 и чист реактивност X0, през които напрежението е E1 (или еквивалентно, V1−падане на напрежението в първичната обмотка).
Крайното напрежение V2 върху нагрузката е равно на индуктираното електромагнитно напрежение E2 в вторичната обмотка минус падането на напрежението в вторичната обмотка.
Еквивалентна схема с всички величини, отнесени до първичната страна
В този случай, за да се построи еквивалентната схема на трансформатора, всички параметри трябва да бъдат отнесени до първичната страна, както е показано на фигурата по-долу:
По-долу са дадени стойностите на съпротивленията и реактивностите
Съпротивлението на вторичната обмотка, отнесено до първичната страна, е дадено като:
Еквивалентното съпротивление, отнесено до първичната страна, е дадено като:
Реактивността на вторичната обмотка, отнесена до първичната страна, е дадена като:
Еквивалентната реактивност, отнесена до първичната страна, е дадена като:
Еквивалентна схема с всички величини, отнесени до вторичната страна
По-долу е еквивалентната схема на трансформатора, когато всички параметри са отнесени до вторичната страна.
По-долу са дадени стойностите на съпротивленията и реактивностите
Съпротивлението на първичната обмотка, отнесено до вторичната страна, е дадено като
Еквивалентното съпротивление, отнесено до вторичната страна, е дадено като
Реактивността на първичната обмотка, отнесена до вторичната страна, е дадена като
Еквивалентната реактивност, отнесена до вторичната страна, е дадена като
Опростена еквивалентна схема на трансформатора
Тъй като безнапредовият ток I0 обикновено представлява само 3 до 5% от пълното напредовано номинално ток, паралелната грана, състояща се от съпротивление R0 и реактивност X0 може да бъде пропусната без значителни грешки в анализирането на поведението на трансформатора при напредовани условия.
Допълнително опростяване на еквивалентната схема на трансформатора се постига, като се пренебрегва тази паралелна R0-X0 грана. Опростената схема на трансформатора е следната:
