مدار معادل ترانسفورماتور

نمودار مدار معادل هر دستگاه می‌تواند برای پیش‌بینی رفتار دستگاه تحت شرایط عملکرد مختلف بسیار مفید باشد. این در واقع نمایش مبتنی بر مدار از معادلاتی است که عملکرد دستگاه را توصیف می‌کنند.

مدار معادل ساده‌شده ترانسفورماتور با نمایش تمام پارامترهای ترانسفورماتور در طرف ثانویه یا طرف اولیه ساخته می‌شود. نمودار مدار معادل ترانسفورماتور به شرح زیر ارائه شده است:

فرض کنید مدار معادل ترانسفورماتور با نسبت تغییر K = E₂/E₁ در نظر گرفته شود. القای الکتروموتاورسی E₁ معادل ولتاژ اعمالی اولیه V₁ منهای کاهش ولتاژ اولیه است. این ولتاژ باعث ایجاد جریان بدون بار I₀ در پیچش اولیه ترانسفورماتور می‌شود. از آنجا که مقدار جریان بدون بار بسیار کوچک است، در بسیاری از تحلیل‌ها نادیده گرفته می‌شود.بنابراین،  I1≈I1′. جریان بدون بار I₀ می‌تواند به دو مؤلفه تقسیم شود: جریان مغناطیسی I_m و جریان کاری I_w.این دو مؤلفه جریان بدون بار نتیجه جریان گرفته شده توسط مقاومت غیرالکتریکی R₀ و راکتانس خالص X₀ هستند، که ولتاژ آن E₁ (یا به عبارت دیگر، V1−کاهش ولتاژ اولیه) است.

ولتاژ پایانه‌ای V₂ در محل بار برابر با القای الکتروموتاورسی E₂ در پیچش ثانویه منهای کاهش ولتاژ در پیچش ثانویه است.

مدار معادل با تمام مقادیر به طرف اولیه ارجاع داده شده

در این سناریو، برای ساخت مدار معادل ترانسفورماتور، تمام پارامترها باید به طرف اولیه ارجاع داده شوند، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است:

مقادیر مقاومت و راکتانس به شرح زیر است

مقاومت ثانویه به طرف اولیه ارجاع داده شده به صورت زیر است:

مقاومت معادل به طرف اولیه ارجاع داده شده به صورت زیر است:

راکتانس ثانویه به طرف اولیه ارجاع داده شده به صورت زیر است:

راکتانس معادل به طرف اولیه ارجاع داده شده به صورت زیر است:

مدار معادل با تمام مقادیر به طرف ثانویه ارجاع داده شده

نمودار مدار معادل ترانسفورماتور زمانی که تمام پارامترها به طرف ثانویه ارجاع داده شده‌اند به شرح زیر است.

مقادیر مقاومت و راکتانس به شرح زیر است

مقاومت اولیه به طرف ثانویه ارجاع داده شده به صورت زیر است

مقاومت معادل به طرف ثانویه ارجاع داده شده به صورت زیر است

راکتانس اولیه به طرف ثانویه ارجاع داده شده به صورت زیر است

راکتانس معادل به طرف ثانویه ارجاع داده شده به صورت زیر است

مدار معادل ساده‌شده ترانسفورماتور

از آنجا که جریان بدون بار I₀ معمولاً فقط ۳ تا ۵٪ از جریان مقننه کامل را تشکیل می‌دهد، شاخه موازی شامل مقاومت R₀ و راکتانس X₀ بدون ایجاد خطاهای قابل توجه در تحلیل رفتار ترانسفورماتور تحت شرایط بارگذاری می‌تواند حذف شود.

ساده‌سازی بیشتر مدار معادل ترانسفورماتور با نادیده گرفتن این شاخه موازی R₀-X₀ به دست می‌آید. نمودار مدار ساده‌شده ترانسفورماتور به شرح زیر است: