変圧器はどのように機能しますか? このビデオでは、これらの質問について説明します: 電気で磁場を作る方法は? なぜ変圧器は交流でしか動作しないのですか! 昇圧および降圧トランスとは何ですか? 負荷のある変圧器、変圧器の計算。
【書き起こし】(2)電気変圧器の説明
(00:01) この実験では、はんだを溶かします。 あなたが見ているのは、巻き数の多い入力巻線と、はんだを入れる金属溶融チャネルです。 入力巻線を AC 電圧に切り替えて、少し待ちましょう。 実際、金属ははんだが溶けるほど熱くなります。 実際、実験装置は変圧器に相当します。
(00:33) 変圧器に可動部品がなくても、機械と呼ぶことができます。 より正確には、静的マシンです。 ここにあるトランスは、ご覧のとおり、高い入力電圧を低い出力電圧に変換します。 しかし、どうしてですか？ ご覧のとおり、入力巻線と出力巻線です。 これらの 2 つの巻線は、互いに電気的に十分に絶縁されていますが、軟鉄コアによって電磁気的に結合されています。
(00:59) 後で詳しく説明します。 ちなみに、この軟鉄コアは、電気的に絶縁された積層鋼のパックで構成されています。 なぜそうなのか？ 問題は、渦電流につながる鉄芯にも電圧が誘導されることです。 これらの渦電流は、熱と電力の損失を引き起こします。 そのため、渦電流の経路を遮断する必要があり、それがその方法です。
(01:24) しかし、入力巻線が AC 電圧に接続されるとすぐに、どうすれば出力巻線電圧から引き出すことができるでしょうか? これらの 2 つの巻線は、互いに電気的に接続されていません。 答えは、それらが磁気的に結合しているということです。 説明しましょう。 理解を深めるために、一次コイルだけを考えてみましょう。
(01:43) このコイルを DC 電圧に接続するとすぐに、コイルに電流が流れ、静磁場が発生します。 ちなみに、磁力線の向きは右手の法則で決まります。 しかし、この静磁場では、電磁誘導には至りません。 交番磁場に到達するには AC 電圧が必要です。
(02:06) この交流電磁場は、二次コイルに交流電圧を誘導することができます。 ただし、このためには、二次コイルを一次巻線に電磁的に結合する必要があります。 ここで軟鉄芯の出番です。 軟鉄コアは磁力線を非常によく伝導します。
(02:26) 同じ磁束が一次巻線と二次巻線を通過するため、一次巻線で生成される電磁力、つまり EMF は二次巻線と同じになります。 この EMF は、各ターンに個別の電圧を誘導します。 EMF は両方のコイルで同じであるため、1 ターンあたりの電圧も同じです。
(02:48) 出力電圧は、ターンごとの個々の電圧の合計でなければなりません。 さらに、一次巻線と二次巻線の電圧と巻数は、図示のように相互に関連しています。 また、巻線数の比率に応じて、出力電圧が入力電圧よりも小さいまたは大きいトランスを構築できます。
(03:09) ここでは、降圧トランスと昇圧トランスという用語が使用されています。 ここまで、磁束について詳しく説明してきました。 もちろん、目には見えませんが、存在することは証明できます。 入力巻線を電圧に接続するとすぐに、すでに知られているように、磁束が軟鉄コア内に構築されます。 そして今、この磁束は、鉄心をまとめて変圧器の全重量を保持するのに十分強いことがわかります.
(04:03) 負荷が接続されると、出力電圧が低下する可能性があります。 どの程度低下するかは、負荷、つまり出力電流とトランスの設計方法によって異なります。 もちろん、他の機械と同様に、実際の変圧器にも電力損失があります。 実際の変圧器には漏れ磁束があります。これは、二次巻線にリンクされない磁束の一部を意味します。
(04:26) また、ヒステリシス損失、渦電流による電力損失、ワイヤ抵抗についても言及しています。 しかし、理解を深めるために、トランスを理想的なトランスと見なします。 つまり、損失がなく、100% の効率です。 ただし、出力電力は入力電力に等しく、理想的なトランスについて次の式を導き出すことができます: 低い配線抵抗が必要
(05:01) 出力で得られる高電流に。 およびその逆; もちろん、昇圧トランスを使用する場合は、二次巻線の直径を小さくします。 はんだを溶かす最初の実験に戻ると、これで説明できるようになりました。 金属溶融チャネルは、巻線が 1 つしかない二次巻線と比較できますが、これは短絡されています。
(05:23) したがって、電圧降下は非常に小さくなければなりません。 ただし、特定の入力電圧と電力があるため、大きな出力電流を得る必要があります。 金属を流れる大電流を想像してみてください。それは熱くなります。 そして、これが私たちがここで得たものです。 ちなみに、これが誘導溶解の仕組みです。 今、あなたはミューを持っています
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