理想變壓器

　　理想變壓器是實際變壓器的理想化模型，是對互感元件的理想科學(xué)抽象，是極限情況下的耦合電感。

　　理想變壓器的幾個理想化條件

　　條件1 ：無損耗，認(rèn)為繞線圈的導(dǎo)線無電阻，做芯子的鐵磁材料的磁導(dǎo)率無限大。

　　條件2 ：無漏磁通，即Φs1=Φs2=0，耦合系數(shù)K=1，為全耦合，故有Φ11=Φ21，Φ22=Φ12。

　　磁滯現(xiàn)象是導(dǎo)磁材料的一種特性，當(dāng)變壓器線圈里有交流電流時，就會產(chǎn)生交變磁場，這個交磁滯現(xiàn)象變磁場反復(fù)對鐵芯進行磁化，由于鐵芯有一定的磁阻，在磁化過程中就有磁滯現(xiàn)象，這種由磁滯現(xiàn)象所引起的能量損耗，叫做磁滯損耗。再者，當(dāng)變壓器的原線圈通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在磁芯中流動，由于鐵芯本身是導(dǎo)體，在垂直于磁感線的平面上就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，就像漩渦一樣，我們把這個電流稱為“渦流”。“渦流”使變壓器的鐵芯發(fā)熱，溫度升高，這種損耗稱為“渦流損耗”。變壓器的磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為“鐵耗”。若是理想變壓器，其鐵芯屬于軟磁材料，磁導(dǎo)率認(rèn)為無窮大，磁阻趨于零，磁滯損耗可以忽略；同時也要忽略渦流損耗。

　　變壓器的線圈存在著電阻，電流流過電阻時會產(chǎn)生熱量，要消耗一定的功率，我們稱這種損耗為“銅損”。當(dāng)變壓器副線圈短路時，副線圈的電流很大，導(dǎo)致原線圈的電流也很大，在線圈電阻上消耗的功率不能忽略，這時的變壓器不能認(rèn)為是理想變壓器。

　　變壓器發(fā)熱主要是由鐵損和銅損造成的。由于變壓器存在著鐵損和銅損，所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率。但對理想變壓器而言，不計鐵損和銅損，即不消耗能量，也不儲存能量，認(rèn)為輸入功率等于輸出功率。

　　條件3 ：參數(shù)無限大，即自感系數(shù)和互感系數(shù)

　　但滿足：

　　上式中 N 1 和 N 2 分別為變壓器原、副邊線圈匝數(shù)， n 為匝數(shù)比。以上三個條件在工程實際中不可能滿足，但在一些實際工程概算中，在誤差允許的范圍內(nèi)，把實際變壓器當(dāng)理想變壓器對待，可使計算過程簡化。

　　因有K=1，L1→∞，L2→∞，故有M→∞。

　　滿足以上四個條件的耦合電感稱為理想變壓器。可見理想變壓器可認(rèn)為是耦合電感的極限情況。即K=1，L1→∞，L2→∞，M→∞的情況，它純粹是一種變化信號的傳輸電能的元件，但它與耦合電感在本質(zhì)上已不同了。耦合電感是依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，是動態(tài)元件，需要三個參數(shù)L1，L2，M來描述；而理想變壓器已沒有了電磁感應(yīng)的痕跡，是靜態(tài)元件，只需要一個參數(shù)n來描述。理想變壓器是電路的基本無源元件之一。工程實際中使用的鐵心變壓器，在精確度要求不高時，均可用理想變壓器作為它的電路模型來進行分析與計算。

　　簡而言之，理想變壓器就是無磁損、無銅損、無鐵損的變壓器