Перш за все, щодо того, чи можна зберігати енергію, давайте подивимося на різницю між ідеальними трансформаторами та фактично діючими трансформаторами:
1. Визначення та характеристика ідеальних трансформаторів
Загальні методи креслення ідеальних трансформаторів
Ідеальний трансформатор - це ідеалізований елемент схеми. Він передбачає: відсутність магнітного витоку, відсутність втрат міді та заліза, нескінченні коефіцієнти самоіндукції та взаємної індуктивності та не змінюються з часом. Згідно з цими припущеннями, ідеальний трансформатор реалізує лише перетворення напруги та струму, не залучаючи накопичення енергії та споживання енергії, а лише передає вхідну електричну енергію на вихідний кінець.
Оскільки немає магнітного витоку, магнітне поле ідеального трансформатора повністю обмежене серцевиною, і в навколишньому просторі енергія магнітного поля не генерується. Водночас відсутність втрат міді та заліза означає, що трансформатор не перетворюватиме електричну енергію на тепло або інші форми втрат енергії під час роботи, а також не накопичуватиме енергію.
Відповідно до змісту «Принципів схеми»: коли трансформатор із залізним сердечником працює в ненасиченому сердечнику, його магнітна проникність велика, тому індуктивність велика, а втрати в сердечнику незначні, це можна приблизно вважати ідеальним трансформатор.
Погляньмо на його висновок ще раз. «В ідеальному трансформаторі потужність, що споживається первинною обмоткою, дорівнює u1i1, а потужність, яка споживається вторинною обмоткою, дорівнює u2i2=-u1i1, тобто потужність, що надходить до первинної сторони трансформатора, виводиться на навантаження через вторинна сторона. Загальна потужність, яку споживає трансформатор, дорівнює нулю, тому ідеальний трансформатор – це компонент, який не накопичує енергію та не споживає її.
Звичайно, деякі друзі також сказали, що в схемі зворотного ходу трансформатор може накопичувати енергію. Насправді я перевірив інформацію та виявив, що його вихідний трансформатор виконує функцію накопичення енергії на додаток до досягнення електричної ізоляції та узгодження напруги.Перше є властивістю трансформатора, а друге — індуктора.Тому деякі люди називають його індукторним трансформатором, що означає, що накопичення енергії насправді є властивістю індуктора.
2. Характеристика трансформаторів в реальній експлуатації
У реальній роботі існує певний обсяг накопичення енергії. У реальних трансформаторах, через такі фактори, як магнітний витік, втрати міді та втрати заліза, трансформатор матиме певний обсяг накопичення енергії.
Залізний сердечник трансформатора вироблятиме втрати на гістерезис і втрати на вихрові струми під дією змінного магнітного поля. Ці втрати споживатимуть частину енергії у формі теплової енергії, але також призведуть до накопичення певної кількості енергії магнітного поля в залізному сердечнику. Таким чином, коли трансформатор вмикається або відключається, через вивільнення або накопичення енергії магнітного поля в залізному сердечнику може виникнути короткочасна перенапруга або стрибок напруги, що спричинить вплив на інше обладнання в системі.
3. Енергоакумулюючі характеристики індуктора
Коли сила струму в колі починає зростати, тоіндукторбуде перешкоджати зміні струму. Відповідно до закону електромагнітної індукції на обох кінцях індуктора виникає електрорушійна сила самоіндукції, яка протилежна напрямку зміни струму. У цей час джерело живлення має подолати самоіндуковану електрорушійну силу, щоб виконати роботу та перетворити електричну енергію в енергію магнітного поля в індукторі для зберігання.
Коли струм досягає стабільного стану, магнітне поле в індукторі більше не змінюється, і електрорушійна сила самоіндукції дорівнює нулю. У цей час, хоча індуктор більше не поглинає енергію від джерела живлення, він все ще підтримує енергію магнітного поля, накопичену раніше.
Коли сила струму в колі почне зменшуватися, магнітне поле в індукторі також послабиться. Відповідно до закону електромагнітної індукції, індуктор буде створювати самоіндуковану електрорушійну силу в тому ж напрямку, що й струм зменшується, намагаючись підтримувати величину струму. У цьому процесі енергія магнітного поля, що зберігається в індукторі, починає вивільнятися та перетворюватися на електричну енергію для зворотного подачі в ланцюг.
Завдяки процесу накопичення енергії ми можемо просто зрозуміти, що порівняно з трансформатором він має лише вхідну енергію, але не має вихідної енергії, тому енергія зберігається.
Це моя особиста думка. Сподіваюся, це допоможе всім розробникам коробкових трансформаторів зрозуміти трансформатори та індуктори! Я також хотів би поділитися з вами деякими науковими знаннями:малі трансформатори, котушки індуктивності та конденсатори, розібрані з побутових приладів, повинні бути розряджені перед дотиком або відремонтовані фахівцями після відключення електроенергії!
Ця стаття взята з Інтернету, і авторські права належать оригінальному автору
Час публікації: 04 жовтня 2024 р