定 義
Np = 原線圈匝數
Ns = 副線圈匝數
Φ p = 原線圈磁通量
Φ p = 副線圈磁通量
假設以下兩條件成立
討 論
若副線圈是斷路 (open circuit)
- 原線圈等同一個純電感器 (inductor)。
- 原電流 Ip 不可能是零。
- 連接原線圈和副線圈的磁通量由原電流 Ip 造成。此原電流稱為勵磁電流 (magnetizing current) (以 Ip,M 為記號)
- 原電壓 (Vp) 領先勵磁電流 (Ip,M) π/2。
- 平均輸入功率 = 0。
當副線圈接上電阻 R
- 副電流 (Is) 不再是零。
- Is 與 Vs 保持同相關係,因為負載是一個純電阻。
- 原電流 (Ip) 會在已存在的勵磁電流(Ip,M)再加上一個與副電流反相的電流 (以 Ip,L為記號),即是
Ip = Ip,M + Ip,L,其中Ip,M 和 Ip,L 存在π/2 相差。
根據楞次定律, Is 的流動方向必減弱鐵芯的磁通量改變。
但是,原線圈依賴鐵芯的磁通量改變來製造一個與交流電源相同的電壓 (因為輸入電路沒有電阻)。
在這條件下,原電流惟有增大,以補償副電流造成的抗衡效應,從而把磁通量恢復原來水平。
所以,最後磁通量仍由勵磁電流 Ip,M 產生。而由 Ip,L 和由 Is 產生的磁通量抵消。
- 原電壓 (Vp) 領先原電流 (Ip) θ = tan-1( R/Xs),其中 Xs 是副線圈的電抗 (reactance)。
- 平均輸入功率 = Vp,rms Ip,rmscosθ。
把負載電阻 R 減少
- 原電流中的 Ip,L 會增加,但 Ip,M 不改變。
- 原電壓 (Vp) 與原電流 (Ip) 的相角差會再減少,趨向零。
當負載電阻 R << Xs (副線圈電抗)
- Ip,L >> Ip,M ,即是 Ip ≈ Ip,L。
- 原電壓 (Vp) 和原電流 (Ip) 變成(差不多)同相。
- 在任何時候,VpIp,L = VsIs
現在,VpIp = VsIs
∴ Ip : Is = Vs : Vp = Ns : Np
注意事項
- 電壓比 Vs : Vp = Ns : Np 是滿足條件 (i) 兩線圈沒有電阻, 和 (ii) 沒有漏磁 下成立。無論副線圈斷路否,無論甚麼負載電阻 R,電壓比公式皆成立。
- 電流比 Ip : Is = Ns : Np 是除了 (i) 和 (ii) 兩條件外,負載 R 亦必須滿足條件 R << Xs。
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