32.11
A transformer transfers electrical energy from one circuit to another through electromagnetic induction. It is used to increase or decrease the AC voltage by replacing the secondary coil, maintaining the frequency constant.
It consists of two separated windings wrapped around a soft iron core. The primary winding has N_p turns and is connected to an alternating voltage. The secondary winding has N_s turns and is connected to a load resistor.
Here, the transformer is considered ideal, with no energy loss, and it is assumed that the same magnetic flux passes through the primary and secondary windings.
The AC source, connected to the primary winding, generates an alternating current, which sets up an alternating magnetic flux in the core. This flux induces an emf in each winding.
Since magnetic flux is equal through the primary and secondary windings, the ratio of secondary emf to primary emf is equal to the ratio of secondary to primary turns at any instance.
If the windings have zero resistance, the induced emf equals terminal voltages, that gives the transformer equation.
Een apparaat dat spanningen van de ene waarde naar de andere omzet met behulp van inductie, wordt een transformator genoemd. Een transformator bestaat uit twee afzonderlijke spoelen, of wikkelingen, die om dezelfde zachte ijzeren kern zijn gewikkeld. Ze zijn echter elektrisch van elkaar geïsoleerd.
De ijzeren kern heeft een aanzienlijke relatieve permeabiliteit. Daarom zijn de magnetische veldlijnen die worden gegenereerd als gevolg van de stroom in één wikkeling bijna volledig opgesloten in de kern, zodat dezelfde magnetische flux elke winding van zowel de primaire als de secundaire wikkelingen doordringt, waardoor de wederzijdse inductie van de twee wikkelingen wordt gemaximaliseerd.
De primaire wikkeling heeft NP lussen, of windingen, en is aangesloten op een wisselspanningsbron. De secundaire wikkeling heeft NS windingen en is verbonden met een belastingsweerstand. In een ideale transformator genereert de wisselspanning die op de primaire wikkeling wordt toegepast een magnetische flux, die een emf in de secundaire wikkeling induceert. Daarom moet de uitgangsspanning die aan de belastingsweerstand wordt geleverd gelijk zijn aan de emf die over de secundaire wikkeling wordt geïnduceerd. Bijgevolg is de verhouding van de secundaire emf tot de primaire emf gelijk aan de verhouding van secundaire tot primaire windingen. Als de wikkelingen geen weerstand hebben, zijn de geïnduceerde emf's gelijk aan de klemspanningen over respectievelijk de primaire en de secundaire wikkelingen, en worden gegeven door:

Deze vergelijking wordt vaak afgekort als de transformatorvergelijking. In het ideale geval worden energieverliezen als gevolg van magnetische hysteresis, ohmse verwarming in de wikkelingen en ohmse verwarming van de geïnduceerde wervelstromen in de kern ook genegeerd.
De geïnduceerde emf in de secundaire wikkeling veroorzaakt een wisselstroom die energie levert aan het apparaat waarmee deze is verbonden. Alle stromen en emf's hebben dezelfde frequentie als de wisselstroombron.
A transformer transfers electrical energy from one circuit to another through electromagnetic induction. It is used to increase or decrease the AC voltage by replacing the secondary coil, maintaining the frequency constant.
It consists of two separated windings wrapped around a soft iron core. The primary winding has N_p turns and is connected to an alternating voltage. The secondary winding has N_s turns and is connected to a load resistor.
Here, the transformer is considered ideal, with no energy loss, and it is assumed that the same magnetic flux passes through the primary and secondary windings.
The AC source, connected to the primary winding, generates an alternating current, which sets up an alternating magnetic flux in the core. This flux induces an emf in each winding.
Since magnetic flux is equal through the primary and secondary windings, the ratio of secondary emf to primary emf is equal to the ratio of secondary to primary turns at any instance.
If the windings have zero resistance, the induced emf equals terminal voltages, that gives the transformer equation.
From Chapter 32:
Now Playing
Alternating-Current Circuits
2.2K Views
Alternating-Current Circuits
3.7K Views
Alternating-Current Circuits
4.1K Views
Alternating-Current Circuits
2.7K Views
Alternating-Current Circuits
3.6K Views
Alternating-Current Circuits
2.5K Views
Alternating-Current Circuits
2.5K Views
Alternating-Current Circuits
2.0K Views
Alternating-Current Circuits
2.9K Views
Alternating-Current Circuits
1.6K Views
Alternating-Current Circuits
1.9K Views
Alternating-Current Circuits
1.7K Views
Alternating-Current Circuits
1.7K Views