Miks kopsu kaotused ideaalses transformatoris tavaliselt on väiksemad kui raudkaotused?

Ideaaltranformatoris vask- ja raudsekaotus

Ideaaltranformatori teoreetilises mudelis eeldame, et kaotusi ei ole, mis tähendab, et nii vask- kui ka raudsekaotus on null. Kui aga vaatame ideaaltranformatorit realistlikumast perspektiivist, võime väita, et selle vask- ja raudsekaotus peaksid teoreetiliselt olema väga madalad. Eriti ideaaltranformatori vasksekaotus on tavaliselt mõeldav kergem kui raudsekaotus, peamiselt järgmistel põhjustel:

• Vasksekaotuse definitsioon: Vasksekaotus on energia kaotus, mis tekib tranformatori keerukite (tavaliselt vaskkonduktorite) vastupanu tõttu, kui neisse läheb vool. Joule'i seaduse kohaselt tekib soojus, ja see osa energia kaotusest nimetatakse vasksekaotuseks.

• Raudsekaotuse definitsioon: Raudsekaotus koosneb eddy current kaotusest ja histerese kaotusest, mis tekivad tranformatori raua tuuma alternatiivses magnetväli tõttu. Isegi ideaalses olukorras need kaotused ikkagi eksisteerivad raua tuuma materjali omanlike omaduste tõttu.

• Ideaalne töö: Ideaaltranformatoris võib keerukate vastupanu pidada lõpmatult väikeste, mis tähendab, et vasksekaotus on nähtavalt väike. Kuid raudsekaotus jääb alles, kuna see on seotud tuuma materjali omadustega ja alternatiivse magnetväli toimimisega, mida isegi ideaalses stsenaariumis täielikult ei saa elimineerida.

Vask- ja raudsekaotused tegelikes tranformatorites

Praktikas on tranformatorite olukord erinev. Kuigi me saame kaotusi vähendada kasutades kvaliteetset materjali ja edasijõudnud disaini, on vask- ja raudsekaotused vältimatud. Siin on mõned vask- ja raudsekaotuste omadused tegelikes tranformatorites:

• Vasksekaotuse tegeline mõju: Praktikas tekib vasksekaotus keerukate vastupanu tõttu ja on otse proportsionaalne voolu ruuduga. See tähendab, et kui laadi suurus suureneb ja vool kasvab, siis vasksekaotus ka märkimisväärselt suureneb.

• Raudsekaotuste tegeline mõju: Tegelikud raudsekaotused tranformatorites sisaldavad eddy current kaotusi ja histerese kaotusi. Eddy current kaotused tekivad raua tuuma sees alternatiivse magnetväli tõttu, samas kui histerese kaotused tulenevad raua tuuma materjali energiakaotusest mitmekordse magnetiseerimise ja demagnetiseerimise protsessi käigus.

• Vask- ja raudsekaotuste võrdlus: Praktikas sõltuvad vask- ja raudsekaotuste täpsed väärtused mitmest tegurist, sealhulgas tranformatori disainist, laadiolukorrast, töötamisfrekventsist jne. Mõnes juhul võib vasksekaotus ületada raudsekaotuse, samas kui muudes olukordades võib raudsekaotus olla suurem. Tavaliselt, kui tranformator töötab väikel laadiga või ilma laadita, võib raudsekaotus domineerida, samas kui tranformator töötab suurel laadil, võib vasksekaotus olla olulisem.

Järeldus

Kokkuvõttes on ideaaltranformatori vasksekaotus tavaliselt väiksem kui raudsekaotus, kuna vasksekaotus võib teoreetiliselt läheneda nullile, samas kui raudsekaotust ei saa täielikult elimineerida raua tuuma materjali omaduste tõttu. Praktikas leiduvad nii vask- kui ka raudsekaotused, ja nende täpsed väärtused sõltuvad mitmest tegurist. Vask- ja raudsekaotuste tähtsus võib erineda erinevatel töötamisolukordadel.