Equivalent Circuit van een Transformatie
Het equivalent schema van elk apparaat kan uiterst nuttig zijn voor het voorspellen hoe het apparaat zich zal gedragen onder verschillende werkomstandigheden. Het is eigenlijk een schets op basis van de vergelijkingen die de prestaties van het apparaat beschrijven.
Het vereenvoudigde equivalent schema van een transformator wordt opgesteld door alle parameters van de transformator weer te geven aan de secundaire of primaire zijde. Het equivalent schema van de transformator wordt hieronder weergegeven:
Stel dat we het equivalent schema van een transformator met een transformatieverhouding K = E2/E1 beschouwen. De geïnduceerde elektromotiefkracht E1 is gelijk aan de primaire aangebrachte spanning V1 min de spanningsval aan de primaire zijde. Deze spanning zorgt voor de ledige-lading stroom I0 in de primaire winding van de transformator. Aangezien de waarde van de ledige-lading stroom extreem klein is, wordt deze vaak verwaarloosd in veel analyses. Daarom is I1≈I1′. De ledige-lading stroom I0 kan verder worden ontbonden in twee componenten: de magnetiseringsstroom Im en de werkstroom Iw. Deze twee componenten van de ledige-lading stroom zijn het resultaat van de stroom die wordt getrokken door een niet-inductieve weerstand R0 en een zuivere reactantie X0, waarover de spanning E1 (of equivalent, V1−spanningsval aan de primaire zijde) ligt.
De aansluitspanning V2 over de belasting is gelijk aan de geïnduceerde elektromotiefkracht E2 in de secundaire winding min de spanningsval in de secundaire winding.
Equivalent Schema met Alle Grootheden Verwezen naar de Primaire Zijde
In dit scenario moeten, om het equivalent schema van de transformator op te stellen, alle parameters worden verwezen naar de primaire zijde, zoals weergegeven in de figuur hieronder:
Hieronder staan de waarden van weerstand en reactantie
Secundaire weerstand verwezen naar de primaire zijde is als volgt:
De equivalente weerstand verwezen naar de primaire zijde is als volgt:
Secundaire reactantie verwezen naar de primaire zijde is als volgt:
De equivalente reactantie verwezen naar de primaire zijde is als volgt:
Equivalent Schema met Alle Grootheden Verwezen naar de Secundaire Zijde
Hieronder staat het equivalent schema van de transformator wanneer alle parameters worden verwezen naar de secundaire zijde.
Hieronder staan de waarden van weerstand en reactantie
Primaire weerstand verwezen naar de secundaire zijde is als volgt
De equivalente weerstand verwezen naar de secundaire zijde is als volgt
Primaire reactantie verwezen naar de secundaire zijde is als volgt
De equivalente reactantie verwezen naar de secundaire zijde is als volgt
Vereenvoudigd Equivalent Schema van Transformator
Aangezien de ledige-lading stroom I0 typisch slechts 3 tot 5% van de volledig belaste nominale stroom bedraagt, kan de parallelle tak bestaande uit weerstand R0 en reactantie X0 worden weggelaten zonder significante fouten in te voeren bij de analyse van het gedrag van de transformator onder belaste omstandigheden.
Verdere vereenvoudiging van het equivalent schema van de transformator wordt bereikt door deze parallelle R0-X0 tak te negeren. Het vereenvoudigde schema van de transformator is als volgt:
