Чи використовує трансформатор потужність, коли вихід не знаходиться під навантаженням?

Я читав про те, як перетворювачі змінного струму в постійний струм працюють із понижуючим трансформатором, а потім діодним мостом для перетворення нижньої, зниженої напруги змінного струму в постійний струм. Що я не розумію, так як вхідний змінного струму, здається, підключений до первинної котушки трансформатора, як впливає навантаження постійного струму на потужність, що використовується від джерела змінного струму?

Чи навантажує постійний струм якось зворотний зв'язок і знижує опір первинної котушки, щоб можна було отримати більше потужності?

Якщо на стороні постійного струму немає навантаження, чи все одно живлення протікає через первинну котушку змінного струму, і якщо так, то чому вона просто не плавиться?

Чи навантажує постійний струм якось зворотний зв'язок і знижує опір первинної котушки, щоб можна було отримати більше потужності?

Так. Хоча було б простіше проаналізувати навантаження змінного струму. Діоди не є центральними у вашому питанні:

Імпеданс RL також трансформується, тому якщо у вас трансформатор 10: 1, а RL - 2 Ом, джерело змінного струму буде бачити трансформатор як резистор 200 Ом ($10^2⋅2$)

Зі зміною струму в котушці це створює мінливе магнітне поле. У випадку трансформатора з навантаженням, однак, зміна магнітного поля створює струм у вторинному, який негайно створює власне мінливе магнітне поле у ​​зворотному напрямку, скасовуючи поле первинного. Люди схильні забувати, що ідеальний трансформатор не має магнітного поля під час роботи . Будь-яка зміна поля будь-якої котушки негайно скасовується зміною іншого.

"Зворотній зв'язок" викликаний тим самим ефектом. Первинний призводить до зміни вторинного, а вторинний призводить до зміни первинного у відповідь.

Якщо на стороні постійного струму немає навантаження, чи все одно живлення протікає через первинну котушку змінного струму, і якщо так, то чому вона просто не плавиться?

Не маючи нічого підключеного до вторинної сторони, вторинна котушка є відкритою ланцюгом і нічого не робить. Це просто якийсь метал, який трапляється поруч. Зараз ланцюг є лише джерелом змінного струму, що приводить в дію первинну котушку, яка поводиться як самотній індуктор:

Ідеальні індуктори не споживають ніякої потужності; вони просто тимчасово зберігають енергію в одній половині циклу і повертають її в живлення на іншій половині. Справжні котушки не виготовлені з ідеальних провідників, але мають певний опір, тому потужність, яка споживається первинною котушкою, визначатиметься опором проводу.

Крім того, не зовсім правильно сказати, що "живлення все ще проходить через первинну котушку змінного струму". «Струм» протікає через первинний, а опір первинного до цього струму змушує його «розсіювати енергію» (або потужність) у приміщення. "Потужність" - це фактично швидкість, з якою тече енергія, а енергія фактично тече через порожній простір між проводами, а не в самих проводах. Коли ви це зрозумієте, багато речей мають набагато більше сенсу.

Трансформатор забезпечує опір струму змінного струму за рахунок магнітного поля, виробленого струмом. Цей "опір змінного струму" називається "імпедансом" і є функцією кількості витків, матеріалу сердечника, повітряного зазору в сердечнику, розмірів серцевини та іншого.

Коли немає навантаження, застосована змінна напруга призведе до течії "струму намагнічування". Це призведе до певних втрат через вихрові втрати струму в сердечнику та втрати міді через опір в обмотці ("я в квадрат R втрат" як потужність = струм ^ 2 х опір).

Ці втрати порівняно невеликі порівняно з повною потужністю навантаження, але не тривіальні в спокої. Зазвичай, добре буде кілька відсотків повної потужності навантаження.

При застосуванні постійного навантаження він завантажує вторинний ланцюг змінного струму, який щільно з'єднаний магнітними полями сердечника до первинної обмотки. Таким чином, опір навантаження постійного струму виглядає так, ніби це навантаження змінного опору з первинної сторони, а вхідна потужність збільшується для задоволення навантаження.

Якщо ви застосовуєте постійний струм (а не змінного струму) до обмотки трансформатора, немає постійних змін магнітного поля, немає імпедансу через мінливе магнітне поле, а струм обмежений опором, який низький порівняно з опором, який слід створювати . Якщо джерело постійного струму має достатню потужність м’язів, трансформатор "просто плавиться".

Енергія, що надходить до первинної, направляється на:

1. Вторинне навантаження, не грубе, нульове, якщо немає навантаження,

2. Втрати міді: як первинні, так і вторинні ІЧ-втрати опору обмотки. Якщо вторинний не має навантаження, ця частина втрат дорівнює нулю.

3. Втрати заліза: A. Щоб обертати магнітний потік одним способом, а іншим праскові потрібен струм намагнічування. Цей струм генерує частину втрат ІЧ в первинних втратах,

3В. Магнітні властивості заліза «липкі» в тому, що залишковий магнетизм залишається, коли намагнічується, і енергію доводиться витрачати на його видалення, перш ніж воно поверне свою орієнтацію. Цикл - це втрати гістерезису, перетворюючись на тепло.

3С. Магнітний потік викликає "вихрові струми", що циркулюють по окружності залізної серцевини, що закінчується втратою ІЧ, R - опір заліза в поперечному перерізі. Ламінування сердечника збільшує ефективний опір, оскільки зараз індукова напруга на 'тонкому' ламінаті менше, шлях потоку довший.

Якщо трансформатор не має навантаження на вторинний, споживання струму немає. Можливо, якийсь витік, але це незначно. Якщо ви бачите трансформатор як індуктор, це означає, що обмотка трансформатора блокує змінного струму і пропускає постійний струм. У порівнянні з ємністю, яка блокує постійний струм і передає змінного струму. Отже, індуктор - це просто резистор змінного струму. Якщо ви виконуєте математику закону Ома, напруга постійне, тому опір котушки змінюється, коли ви додаєте навантаження на вторинну обмотку. Це як завершення ланцюга, що дозволяє протікати більше струму.