Ekvivalentni krug transformatora
Ekvivalentni dijagram strujne petlje bilo kojeg uređaja može biti izuzetno koristan za predviđanje ponašanja uređaja pod različitim radnim uvjetima. To je u suštini prikaz na temelju strujne petlje jednačina koje opisuju performanse uređaja.
Poženjani ekvivalentni dijagram transformatora konstruira se tako da se svi parametri transformatora predstave na sekundarnoj strani ili primarnoj strani. Ekvivalentni dijagram strujne petlje transformatora prikazan je u nastavku:
Neka se promatra ekvivalentna strujna petlja transformatora s omjerom transformacije K = E2/E1. Inducirana elektromotorna sila E1 je ekvivalentna primarnom primjenjenom naponu V1 minus pad napona na primarnoj strani. Taj napon dovodi do praznog toka I0 u primarnom zavoju transformatora. Budući da je vrijednost praznog toka izuzetno mala, često se zanemaruje u mnogim analizama.Stoga, I1≈I1′. Prazni tok I0 može se dalje dekomponirati u dvije komponente: magnetizacijski tok Im i radni tok Iw.Ove dvije komponente praznog toka su rezultat toka koji se uzima od neinduktivnog otpora R0 i čistog reaktanca X0, na kojem je napon E1 (ili ekvivalentno, V1−pad napona na primarnoj strani).
Napon na završetku V2 preko opterećenja jednak je induciranoj elektromotornoj sili E2 u sekundarnom zavojevu minus pad napona u sekundarnom zavojevu.
Ekvivalentna strujna petlja s svim količinama referentiranim na primarnu stranu
U ovom scenariju, kako bi se konstruirala ekvivalentna strujna petlja transformatora, svi parametri trebaju biti referentirani na primarnu stranu, kao što je prikazano na sljedećoj slici:
Sljedeće su vrijednosti otpora i reaktanci:
Sekundarni otpor referentiran na primarnu stranu daje se kao:
Ekvivalentni otpor referentiran na primarnu stranu daje se kao:
Sekundarni reaktanc referentiran na primarnu stranu daje se kao:
Ekvivalentni reaktanc referentiran na primarnu stranu daje se kao:
Ekvivalentna strujna petlja s svim količinama referentiranim na sekundarnu stranu
Sljedeći je ekvivalentni dijagram strujne petlje transformatora kada su svi parametri referentirani na sekundarnu stranu.
Sljedeće su vrijednosti otpora i reaktanci:
Primarni otpor referentiran na sekundarnu stranu daje se kao
Ekvivalentni otpor referentiran na sekundarnu stranu daje se kao
Primarni reaktanc referentiran na sekundarnu stranu daje se kao
Ekvivalentni reaktanc referentiran na sekundarnu stranu daje se kao
Poženjanjena ekvivalentna strujna petlja transformatora
Budući da prazni tok I0 obično čini samo 3 do 5% punog radnog toka, paralelna granica koja sastoji se od otpora R0 i reaktanca X0 može se izostaviti bez značajnih grešaka u analizi ponašanja transformatora pod opterećenim uvjetima.
Daljnja pojednostavljenja ekvivalentne strujne petlje transformatora postiže se zanemarivanjem ove paralelne grane R0-X0 . Poženjanjeni dijagram strujne petlje transformatora je sljedeći:
