1、理想变压器定义:理想变压器是一个端口的电压与另一个端口的电压成正比,且没有功率损耗的一种互易无源二端口网络。它是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。
2、理想变压器的理想化条件:
(1)无漏磁通,即Φs1=Φs2=0,耦合系数K=1,为全耦合,故有Φ11=Φ21,Φ22=Φ12。
(2)不消耗能量(即无损失),也不贮存能量。
(3)初、次级线圈的电感均为无穷大,即L1→∞,L2→∞,但为有限值。证明如下:;即在全耦合(K=1)时,两线圈的电感之比,是等于其匝数平方之比,亦即每个线圈的电感都是与自己线圈匝数的平方成正比。
(4)因有K=1,L1→∞,L2→∞,故有M→∞。
满足以上四个条件的耦合电感称为理想变压器。可见理想变压器可认为是耦合电感的极限情况。即K=1,L1→∞,L2→∞,M→∞的情况,它纯粹是一种变化信号的传输电能的元件,但它与耦合电感在本质上已不同了。耦合电感是依据电磁感应原理工作的,是动态元件,需要三个参数L1,L2,M来描述;而理想变压器已没有了电磁感应的痕迹,是静态元件,只需要一个参数n来描述。。理想变压器是电路的基本无源元件之一。工程实际中使用的铁心变压器,在精确度要求不高时,均可用理想变压器作为它的电路模型来进行分析与计算。
简而言之,理想变压器就是无磁损无铜损无铁损的变压器。
5、理想变压器有两个基本性质:
(1)理想变压器既不消耗能量,也不储存能量,在任一时刻进入理想变压器的功率等于零,即p=u1i1+u2i2=nu2i1+u2ni1
此式说明从初级进入理想变压器的功率,全部传输到次级的负载中,它本身既不消耗,也不储存能量。
(2)当理想变压器次级端接一个电阻R时,初级的输入电阻为n2R。
U1:U2=N1:N2(理想变压器电压之比与线圈匝数成正比)
I1:I2=N2:N1(理想变压器电流之比与线圈匝数成反比)