Gegeninduktivität und grundlegende Funktionsweise

7 Gegeninduktivität Transformator Induktivität induktive Kopplung (Juni 2019).

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Anonim

Gegeninduktivität und grundlegende Funktionsweise

Kapitel 9 - Transformatoren


Nehmen wir an, wir würden eine Spule aus isoliertem Draht um eine Schleife aus ferromagnetischem Material wickeln und diese Spule mit einer Wechselspannungsquelle versorgen: (Abbildung unten (a))

Die isolierte Wicklung auf der ferromagnetischen Schleife hat eine induktive Reaktanz, die den Wechselstrom begrenzt.

Als Induktor würden wir erwarten, dass diese Eisenkernspule der angelegten Spannung mit ihrer induktiven Reaktanz entgegenwirkt und den Strom durch die Spule begrenzt, wie durch die Gleichungen X L = 2 & pgr; fL und I = E / X (oder I = E / Z) vorhergesagt wird. . Für die Zwecke dieses Beispiels müssen wir jedoch die Wechselwirkungen von Spannung, Strom und magnetischem Fluss im Gerät genauer betrachten.

Kirchhoffs Spannungsgesetz beschreibt, wie die algebraische Summe aller Spannungen in einer Schleife gleich Null sein muss. In diesem Beispiel könnten wir dieses fundamentale Gesetz der Elektrizität anwenden, um die jeweiligen Spannungen der Quelle und der Induktionsspule zu beschreiben. Hier muss, wie bei jeder Ein-Last-Schaltung, die an der Last abfallende Spannung der Spannung entsprechen, die von der Quelle geliefert wird, wobei angenommen wird, dass die Nullspannung entlang des Widerstands aller Verbindungsdrähte abfällt. Mit anderen Worten, die Last (Induktionsspule) muss eine Gegenspannung erzeugen, deren Größe gleich der der Quelle ist, damit sie gegen die Quellenspannung ausgleichen kann und eine algebraische Schleifenspannungssumme von Null erzeugt. Woher kommt diese Gegenspannung "# 02305.png"> oben (b)), entsteht der Spannungsabfall durch den elektrischen Energieverlust, die "Reibung" der Elektronen, die durch den Widerstand fließen. Bei einer perfekten Induktivität (kein Widerstand im Spulendraht) kommt die Gegenspannung von einem anderen Mechanismus: der Reaktion auf einen sich ändernden Magnetfluss im Eisenkern. Wenn sich der Wechselstrom ändert, ändert sich der Fluss Φ. Ein sich ändernder Fluss induziert eine Gegen-EMK.

Michael Faraday entdeckte die mathematische Beziehung zwischen magnetischem Fluss (Φ) und induzierter Spannung mit dieser Gleichung:

Die momentane Spannung (Spannung, die zu irgendeinem Zeitpunkt abfällt) über eine Drahtspule ist gleich der Anzahl von Windungen dieser Spule um den Kern (N) multipliziert mit der momentanen Änderungsrate der magnetischen Fluss (dΦ / dt) -Verbindung mit der Spule. Graphed (FigureBelow) zeigt sich als eine Menge von Sinuswellen (unter der Annahme einer sinusförmigen Spannungsquelle), wobei die Flußwelle 90 o hinter der Spannungswelle zurückliegt:

Der magnetische Fluß verzögert die angelegte Spannung um 90º, da der Fluß proportional zu einer Änderungsrate dΦ / dt ist.

Der magnetische Fluss durch ein ferromagnetisches Material ist analog dem Strom durch einen Leiter: er muss durch eine gewisse Kraft motiviert sein, um auftreten zu können. In elektrischen Schaltungen ist diese motivierende Kraft die Spannung (auch EMK genannt). In magnetischen "Schaltungen" ist diese motivierende Kraft eine magnetomotorische Kraft oder mmf . Die magnetomotorische Kraft (mmf) und der magnetische Fluss (Φ) stehen miteinander in Beziehung durch eine Eigenschaft magnetischer Materialien, die als Reluktanz bekannt ist (die letztere Größe ist durch einen seltsam aussehenden Buchstaben "R" symbolisiert):

In unserem Beispiel müssen die mmf, die erforderlich sind, um diesen sich ändernden Magnetfluss (Φ) zu erzeugen, durch einen sich ändernden Strom durch die Spule versorgt werden. Die magnetomotorische Kraft, die von einer Elektromagnetspule erzeugt wird, ist gleich der Menge an Strom durch diese Spule (in Ampere) multipliziert mit der Anzahl der Windungen dieser Spule um den Kern (die SI-Einheit für mmf ist die Amp-Windung ). Da die mathematische Beziehung zwischen dem magnetischen Fluss und mmf direkt proportional ist und weil die mathematische Beziehung zwischen mmf und Strom ebenfalls direkt proportional ist (keine Änderungsraten in jeder der Gleichungen vorhanden sind), wird der Strom durch die Spule in Phase sein die Flusswelle wie in (Abbildung unten)

Der magnetische Fluß, wie der Strom, liegt um 90 ° niedriger .

Dies ist der Grund, warum Wechselstrom durch einen Induktor der angelegten Spannungswellenform um 90º nacheilt : weil dies erforderlich ist, um einen sich ändernden Magnetfluß zu erzeugen, dessen Änderungsrate eine Gegenspannung in Phase mit der angelegten Spannung erzeugt. Aufgrund seiner Funktion beim Bereitstellen der Magnetisierungskraft (mmf) für den Kern wird dieser Strom manchmal als Magnetisierungsstrom bezeichnet .

Es sollte erwähnt werden, dass der Strom durch eine Eisenkern-Induktivität aufgrund der nichtlinearen B / H-Magnetisierungskurve von Eisen nicht perfekt sinusförmig (sinuswellenförmig) ist. Wenn der Induktor billig gebaut ist und so wenig Eisen wie möglich verwendet wird, kann die magnetische Flussdichte tatsächlich hohe Werte erreichen (Annäherung an die Sättigung), was zu einer Magnetisierungsstromwellenform führt, die in etwa wie Figure unten aussieht

Wenn sich die Flussdichte der Sättigung nähert, wird die Magnetisierungsstromwellenform verzerrt.

Wenn sich ein ferromagnetisches Material einer Magnetflusssättigung nähert, sind unverhältnismäßig grßere Niveaus der Magnetfeldstärke (mmf) erforderlich, um gleiche Zunahmen des Magnetfeldflusses (Φ) zu liefern. Da mmf proportional zum Strom durch die Magnetisierungsspule ist (mmf = NI, wobei "N" die Anzahl der Drahtwindungen in der Spule und "I" der Strom ist), sind die großen Zunahmen von mmf erforderlich, um die benötigten zu liefern Erhöhungen des Flusses führen zu großen Erhöhungen des Spulenstroms. Somit nimmt der Spulenstrom bei den Spitzen dramatisch zu, um eine Fluss-Wellenform aufrechtzuerhalten, die nicht verzerrt ist, wobei die glockenförmigen Halbwellen der Stromwellenform in der obigen Darstellung berücksichtigt werden.

Die Situation wird zusätzlich durch Energieverluste im Eisenkern erschwert. Die Auswirkungen von Hysterese und Wirbelströmen bewirken eine weitere Verzerrung und Verkomplizierung der Stromwellenform, wodurch diese noch weniger sinusförmig wird und ihre Phase so verändert wird, daß sie etwas weniger als 90º hinter der angelegten Spannungswellenform nacheilt. Dieser Spulenstrom, der sich aus der Summe aller magnetischen Effekte im Kern (dΦ / dt-Magnetisierung plus Hystereseverluste, Wirbelstromverluste usw.) ergibt, wird als Erregerstrom bezeichnet . Die Verzerrung des Erregerstroms einer Eisenkernspule kann minimiert werden, wenn sie für sehr niedrige Flussdichten ausgelegt und betrieben wird. Allgemein erfordert dies einen Kern mit einer großen Querschnittsfläche, was dazu führt, dass der Induktor sperrig und teuer wird. Der Einfachheit halber nehmen wir jedoch an, dass unser Beispielkern weit entfernt von Sättigung und frei von allen Verlusten ist, was zu einem perfekt sinusförmigen Erregerstrom führt.

Wie wir bereits im Kapitel über Induktoren gesehen haben, erzeugt eine Phasenwellenform, die um 90 ° gegenüber der Spannungswellenform phasenverschoben ist, einen Zustand, in dem Leistung abwechselnd durch die Induktivität absorbiert und zur Schaltung zurückgeführt wird. Wenn die Induktivität perfekt ist (kein Drahtwiderstand, keine magnetischen Kernverluste, usw.), wird die Nullleistung verbraucht.

Betrachten wir nun die gleiche Induktorvorrichtung, außer diesmal mit einer zweiten Spule (FigureBelow), die um den gleichen Eisenkern gewickelt ist. Die erste Spule wird als Primärspule bezeichnet, während die zweite als Sekundärspule bezeichnet wird :

Ferromagnetischer Kern mit Primärspule (Wechselstrom angetrieben) und Sekundärspule.

Gegenseitige Induktion

Wenn diese Sekundärspule die gleiche magnetische Flussänderung erfährt wie die Primärspule (was sie unter der Annahme einer perfekten Eindämmung des Magnetflusses durch den gemeinsamen Kern tun sollte), hat sie die gleiche Anzahl von Windungen um den Kern, eine Spannung von gleicher Größe und Phase Die angelegte Spannung wird entlang ihrer Länge induziert. In der folgenden Grafik (Abbildung unten) wird die induzierte Spannungswellenform geringfügig kleiner als die Quellenspannungswellenform gezeichnet, um sie einfach voneinander zu unterscheiden:

Die sekundärgeschaltete Sekundärseite sieht den gleichen Fluss Φ wie die Primärwicklung. Daher hat die induzierte Sekundärspannung e s die gleiche Größe und Phase wie die Primärspannung e p.

Dieser Effekt wird Gegeninduktivität genannt : die Induktion einer Spannung in einer Spule als Reaktion auf eine Änderung des Stroms in der anderen Spule. Wie die normale (Eigen-) Induktivität wird sie in der Einheit von Henrys gemessen, aber im Gegensatz zur normalen Induktivität wird sie durch den Großbuchstaben "M" und nicht durch den Buchstaben "L" symbolisiert:

In der Sekundärspule wird kein Strom vorhanden sein, da sie im Leerlauf ist. Wenn wir jedoch einen Lastwiderstand daran anschließen, fließt ein Wechselstrom in Phase mit der induzierten Spannung durch die Spule (da die Spannung an einem Widerstand und der Strom durch ihn immer in Phase zueinander sind). (Abbildung unten)

Die Widerstandslast auf der Sekundärseite hat Spannung und Strom in Phase.

Zunächst könnte man erwarten, dass dieser Sekundärspulenstrom einen zusätzlichen Magnetfluss im Kern verursacht. Tatsächlich tut es das nicht. Wenn mehr Fluss in dem Kern induziert würde, würde dies dazu führen, dass mehr Spannung in der Primärspule induziert wird (beachte, dass e = dΦ / dt). Dies kann nicht passieren, weil die induzierte Spannung der Primärspule nach Kirchhoffs Spannungsgesetz in der gleichen Größenordnung und Phase bleiben muss, um mit der angelegten Spannung auszugleichen. Folglich kann der Magnetfluss in dem Kern nicht durch den Strom der Sekundärspule beeinflusst werden. Was sich jedoch ändert, ist die Menge an mmf im Magnetkreis.

Magnetomotorische Kraft

Die magnetomotorische Kraft wird immer dann erzeugt, wenn sich Elektronen durch einen Draht bewegen. In der Regel wird diese mmf von einem magnetischen Fluss gemäß der Gleichung "magnetisches Ohmsches Gesetz" von mmf = ΦR begleitet. In diesem Fall ist jedoch ein zusätzlicher Fluss nicht zulässig, so dass die mmf der sekundären Spule nur dann existieren kann, wenn eine entgegenwirkende mmf von der primären Spule erzeugt wird, von gleicher Größe und entgegengesetzter Phase. Tatsächlich passiert ein Wechselstrom, der sich in der Primärspule - 180 ° phasenverschoben zum Strom der Sekundärspule - ausbildet, um diese entgegenwirkende mmf zu erzeugen und einen zusätzlichen Kernfluss zu verhindern. Zur Veranschaulichung der Phasenbeziehungen wurden Polaritätsmarkierungen und Stromrichtungspfeile hinzugefügt (Abbildung unten).

Der Fluss bleibt konstant bei Anwendung einer Last. Eine entgegenwirkende mmf wird jedoch von der geladenen Sekundärseite erzeugt.

Wenn Sie diesen Prozess etwas verwirrend finden, machen Sie sich keine Sorgen. Transformerdynamik ist ein komplexes Thema. Was zu verstehen ist, ist dies: Wenn eine Wechselspannung an die Primärspule angelegt wird, erzeugt sie einen magnetischen Fluss in dem Kern, der eine Wechselspannung in der Sekundärspule in Phase mit der Quellenspannung induziert. Jeder Strom, der durch die Sekundärspule gezogen wird, um eine Last anzutreiben, induziert einen entsprechenden Strom in der Primärspule, der Strom von der Quelle zieht.

Gegeninduktivität und Transformatoren

Beachten Sie, wie sich die Primärspule als eine Last in Bezug auf die Wechselspannungsquelle verhält und wie sich die Sekundärspule als eine Quelle in Bezug auf den Widerstand verhält. Statt nur abwechselnd Energie zu absorbieren und in den Primärspulenkreis zurückzuführen, wird nun Energie an die Sekundärspule gekoppelt, wo sie einer dissipativen (energieverbrauchenden) Last zugeführt wird. Soweit die Quelle "weiß", treibt sie direkt den Widerstand an. Natürlich gibt es auch einen zusätzlichen Primärspulenstrom, der der angelegten Spannung um 90º nacheilt, gerade genug, um den Kern zu magnetisieren, um die notwendige Spannung zum Ausgleichen gegen die Quelle (den Erregerstrom ) zu erzeugen.

Wir nennen diese Art von Gerät einen Transformator, weil er elektrische Energie in magnetische Energie und dann wieder in elektrische Energie umwandelt. Da ihr Betrieb von der elektromagnetischen Induktion zwischen zwei stationären Spulen und einem magnetischen Fluss veränderlicher Größe und "Polarität" abhängt, sind Transformatoren notwendigerweise Wechselstromvorrichtungen. Sein schematisches Symbol sieht aus wie zwei Induktoren (Spulen), die denselben magnetischen Kern teilen: (Abbildung unten)

Schematisches Symbol für Transformator besteht aus zwei Induktorsymbolen, die durch Linien getrennt sind, die einen ferromagnetischen Kern anzeigen.

Die beiden Induktorspulen sind in dem obigen Symbol leicht zu unterscheiden. Das Paar vertikaler Linien repräsentiert einen Eisenkern, der beiden Induktoren gemeinsam ist. Während viele Transformatoren ferromagnetische Kernmaterialien aufweisen, gibt es einige, die nicht miteinander verbunden sind, wobei ihre konstituierenden Induktoren durch die Luft magnetisch miteinander verbunden sind.

Das folgende Foto zeigt einen Leistungstransformator, wie er in der Gasentladungsbeleuchtung verwendet wird. Hier sind die beiden Induktionsspulen deutlich zu sehen, die um einen Eisenkern gewickelt sind. Während die meisten Transformatorkonstruktionen die Spulen und den Kern in einem Metallrahmen zum Schutz einschließen, ist dieser spezielle Transformator zur Betrachtung offen und dient somit seinem illustrativen Zweck gut: (FigureBelow)

Beispiel eines Gasentladungs-Lichttransformators.

Primär- und Sekundärwicklungen

Beide Drahtspulen sind hier mit kupferfarbener Lackisolierung zu sehen. Die obere Spule ist größer als die untere Spule und weist eine größere Anzahl von "Windungen" um den Kern herum auf. In Transformatoren werden die Induktorspulen oft als Wicklungen bezeichnet, in Bezug auf den Herstellungsprozess, bei dem Draht um das Kernmaterial gewickelt wird. Wie in unserem ersten Beispiel modelliert, wird der Leistungsinduktor eines Transformators als Primärwicklung bezeichnet, während die Leistungsspule als Sekundärwicklung bezeichnet wird .

Auf dem nächsten Foto, FigureBelow, ist ein Transformator halbiert dargestellt, der den Querschnitt des Eisenkerns sowie die beiden Wicklungen freilegt. Wie der zuvor gezeigte Transformator verwendet diese Einheit auch Primär- und Sekundärwicklungen mit unterschiedlichen Windungszahlen. Die Drahtstärke kann auch zwischen Primär- und Sekundärwicklung unterschieden werden. Der Grund für diese unterschiedliche Drahtstärke wird im nächsten Abschnitt dieses Kapitels deutlich. Außerdem kann der Eisenkern in diesem Foto gesehen werden, dass er aus vielen dünnen Blechen (Lamellen) und nicht aus einem festen Stück besteht. Der Grund dafür wird auch in einem späteren Abschnitt dieses Kapitels erläutert.

Transformer Querschnitt Schnitt zeigt Kern und Wicklungen.

Einfache Transformer Action mit SPICE

Es ist einfach, eine einfache Transformatoraktion unter Verwendung von SPICE zu demonstrieren, wobei die Primär- und Sekundärwicklungen des simulierten Transformators als ein Paar "gegenseitiger" Induktivitäten eingerichtet werden. (Abbildung unten) Der Koeffizient der Magnetfeldkopplung ist am Ende der "k" -Linie in der SPICE-Schaltungsbeschreibung angegeben, wobei dieses Beispiel sehr nahe an der Perfektion (1.000) liegt. Dieser Koeffizient beschreibt, wie eng die beiden Induktoren "magnetisch" verbunden sind. Je besser diese beiden Induktoren magnetisch gekoppelt sind, desto effizienter sollte die Energieübertragung zwischen ihnen sein.

Spice-Schaltung für gekoppelte Induktivitäten.

 Transformator v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 l1 2 0 100 l2 3 5 100 ** Diese Zeile teilt SPICE mit, dass die beiden Induktivitäten ** l1 und l2 magnetisch 'k' miteinander verbunden sind l2 0.999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 1k .ac lin 1 60 60 .print ac v (2, 0) i (v1) .print ac v (3, 5) i (vi1) .end 

Hinweis: Die R-Scheinwiderstände müssen bestimmte Eigenheiten von SPICE erfüllen. Die erste unterbricht die ansonsten kontinuierliche Schleife zwischen der Spannungsquelle und L1, die von SPICE nicht zugelassen würde. Die zweite liefert einen Pfad zur Erde (Knoten 0) von der Sekundärschaltung, der notwendig ist, weil SPICE nicht mit irgendwelchen nicht geerdeten Schaltungen arbeiten kann.

 freq v (2) i (v1) 6.000E + 01 1.000E + 01 9.975E-03 Primärwicklungsfrequenz v (3, 5) i (vi1) 6.000E + 01 9.962E + 00 9.962E-03 Sekundärwicklung 

Beachten Sie, dass bei gleichen Induktivitäten für beide Wicklungen (jeweils 100 Henrys) die Wechselspannungen und -ströme für beide nahezu gleich sind. Der Unterschied zwischen primärem und sekundärem Strom ist der Magnetisierungsstrom, von dem früher die Rede war: der Strom, der notwendig ist, um den Kern zu magnetisieren. Wie man sieht, ist es normalerweise sehr klein im Vergleich zum Primärstrom, der durch die Last induziert wird, und so sind die Primär- und Sekundärströme nahezu gleich. Was Sie hier sehen, ist typisch für die Effizienz von Transformatoren. Ein Wirkungsgrad von weniger als 95% wird für moderne Leistungstransformatorkonstruktionen als schlecht angesehen, und diese Leistungsübertragung erfolgt ohne bewegliche Teile oder andere verschleißbehaftete Komponenten.

Wenn wir den Lastwiderstand verringern, um mehr Strom mit der gleichen Menge an Spannung zu ziehen, sehen wir, dass der Strom durch die Primärwicklung als Reaktion zunimmt. Obwohl die Wechselstromquelle nicht direkt mit dem Lastwiderstand verbunden ist (sondern vielmehr elektromagnetisch "gekoppelt" ist), ist die von der Quelle bezogene Stromstärke fast die gleiche wie die Stromstärke, die bei Last gezogen würde waren direkt mit der Quelle verbunden. Sehen Sie sich die nächsten zwei SPICE-Simulationen genauer an und zeigen Sie, was mit verschiedenen Werten von Lastwiderständen passiert:

 Transformator v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 l1 2 0 100 l2 3 5 100 k l1 l2 0, 999 vi1 3 4 ac 0 ** Lastwiderstandswert von 200 Ohm rload 4 5 200 .ac lin 1 60 60 .print ac v (2, 0) i (v1) .print ac v (3, 5) i (vi1) .end freq v (2) i (v1) 6, 000E + 01 1, 000E + 01 4, 679E -02 freq v (3, 5) i (vi1) 6.000E + 01 9.348E + 00 4.674E-02 

Beachten Sie, wie der Primärstrom dem Sekundärstrom genau folgt. In unserer ersten Simulation betrugen beide Ströme ungefähr 10 mA, jetzt liegen sie jedoch beide um 47 mA. In dieser zweiten Simulation sind die beiden Ströme näher an der Gleichheit, da der Magnetisierungsstrom derselbe bleibt wie zuvor, während der Laststrom zugenommen hat. Beachten Sie auch, wie die Sekundärspannung mit der höheren (höheren Strom) Last etwas abgenommen hat. Versuchen wir eine andere Simulation mit einem noch niedrigeren Wert des Lastwiderstands (15 Ω):

 Transformator v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 l1 2 0 100 l2 3 5 100 k l1 l2 0, 999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 15 .ac lin 1 60 60 .print ac v (2, 0) i (v1) .print ac v (3, 5) i (vi1) .end freq v (2) i (v1) 6, 000E + 01 1, 000E + 01 1, 301E-01 freq v (3, 5) i (vi1) 6.000E + 01 1.950E + 00 1.300E-01 

Unser Laststrom beträgt jetzt 0, 13 Ampere oder 130 mA, was wesentlich höher ist als beim letzten Mal. Der Primärstrom ist sehr nahe daran, gleich zu sein, aber beachte, wie die Sekundärspannung deutlich unter die Primärspannung gefallen ist (1, 95 Volt gegenüber 10 Volt an der Primärseite). Der Grund dafür ist eine Unvollkommenheit in unserem Transformatordesign: Da die Primär- und Sekundärinduktivitäten nicht perfekt miteinander verbunden sind (Ak-Faktor von 0, 999 statt 1000), gibt es eine Streu- oder Streuinduktivität. Mit anderen Worten, ein Teil des Magnetfeldes ist nicht mit der Sekundärspule verbunden und kann daher keine Energie an sie koppeln: (Abbildung unten)

Die Streuinduktivität ist darauf zurückzuführen, dass der Magnetfluss nicht beide Wicklungen durchtrennt.

Folglich speichert dieser "Leck" -Fluss lediglich Energie und gibt diese über Selbstinduktivität an die Quellenschaltung zurück, was effektiv als eine Reihenimpedanz sowohl in der Primär- als auch in der Sekundärschaltung wirkt. Über diese Serienimpedanz fällt die Spannung ab, was zu einer reduzierten Lastspannung führt: Die Spannung an der Last "sinkt", wenn der Laststrom ansteigt. (Abbildung unten)

Ersatzschaltbild Modelle Streuinduktivität als Serieninduktoren unabhängig vom "idealen Transformator".

Wenn wir das Transformator-Design ändern, um eine bessere magnetische Kopplung zwischen den Primär- und Sekundärspulen zu erreichen, werden die Werte für die Spannung zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen wieder viel näher an der Gleichheit sein:

 Transformator v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 l1 2 0 100 l2 3 5 100 ** Kopplungsfaktor = 0.99999 statt 0.999 k l1 l2 0.99999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 15 .ac lin 1 60 60 .print ac v (2, 0) i (v1) .print ac v (3, 5) i (vi1) .end freq v (2) i (v1) 6, 000E + 01 1, 000E + 01 6, 658E -01 Frequenz v (3, 5) i (vi1) 6.000E + 01 9.987E + 00 6.658E-01 

Hier sehen wir, dass unsere Sekundärspannung wieder gleich der Primärspannung ist und der Sekundärstrom gleich dem Primärstrom ist. Leider ist es sehr schwierig, einen echten Transformator mit vollständiger Kopplung zu bauen. Eine Kompromisslösung besteht darin, sowohl Primär- als auch Sekundärspulen mit geringerer Induktivität zu konstruieren, wobei die Strategie darin besteht, dass eine geringere Induktivität insgesamt zu einer geringeren "Leck" -Induktivität führt, die für jeden gegebenen Grad der Ineffizienz der magnetischen Kopplung Probleme verursacht. Dies führt zu einer Lastspannung, die bei gleicher (hoher Stromstärke) Last und gleichem Kopplungsfaktor näher bei idealen liegt:

 Transformator v1 1 0 ac 10 sin rbogus1 1 2 1e-12 rbogus2 5 0 9e12 ** Induktivität = 1 henry statt 100 henrys l1 2 0 1 l2 3 5 1 k l1 l2 0, 999 vi1 3 4 ac 0 rload 4 5 15 .ac lin 1 60 60 .print ac v (2, 0) i (v1) .print ac v (3, 5) i (vi1) .end freq v (2) i (v1) 6, 000E + 01 1, 000E + 01 6, 664 E-01 freq v (3, 5) i (vi1) 6.000E + 01 9.977E + 00 6.652E-01 

Allein durch Verwendung von Primär- und Sekundärspulen mit geringerer Induktivität wurde die Lastspannung für diese schwere Last (hoher Strom) auf nahezu ideale Werte (9, 977 Volt) gebracht. An dieser Stelle könnte man fragen: "Wenn weniger Induktivität alles ist, um eine nahezu ideale Leistung unter schwerer Last zu erreichen, warum sollte man sich dann überhaupt über die Kopplungseffizienz Gedanken machen" Pager Hidden-Print ">

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