基本变压器:解读额定电压、额定电流和最大视在功率的特性,避免变压器过热和损坏。为什么我们在提到变压器时要提及视在功率?- 练习 2.

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根据基本变压器的特性,如 3300/110 和 i1=3[A],计算出允许电流 i2。
V=3300/110 时,该特性意味着变压器初级的允许电压 V1eff 不超过 3300[Veff],变压器次级的允许电压 V2eff 不超过 110[Veff]。而 i1 是变压器初级的允许均方根电流(ieff)。
电流的方向和电压的极性都不考虑,因为这些都是有效值。
1) 变压比用 n= V2eff/V1eff = i1eff/i2eff 表示,通过 V2eff 和 V1eff 可以推导出 n,即 n=110/3300 ,n=1/30。
2) i2eff = i1eff/n = 3/(1/30 ) = 3.30 = 90 , i2eff=90[Aeff].
3) 为了检验结果,我们使用允许视在功率 S,该值不得超过,否则变压器绕组将过热并损坏。
根据定义,S = Veff . Ieff,由于变压器被认为是理想的,即初级绕组和次级绕组之间的磁耦合功率传输过程中不存在焦耳效应损耗和功率损耗,因此初级绕组吸收的功率会全部传输到次级绕组。因此,我们必须有 : S1 = S2,其中 S1=V1eff . I1eff 和 S2 = V2eff . I2eff .
S1=3300.3 = 9900[VA],S2=110.90 = 9900[VA]。 这一点已得到验证。
备注:变压器铁结构损耗产生的热量取决于磁通量的大小。此外,当电流流经变压器的两个绕组时也会产生热量。因此,必须避免过热,以免损坏变压器绕组。为此,我们需要限制流过绕组的电流和施加在初级绕组上的电压。正是这些有效值产生了热量,而电流和电压之间的相移对变压器的发热没有影响。视在功率为 S = Veff.Ieff [V.A],显然是 [V.A],而不是瓦特,因为它不是有功功率。请记住,有功功率表示以 [W] 为单位的平均功率,即 有功功率 = 平均功率 = Veff.Ieff.COS(phiV° - phi_I°)。但吸收 100 [W] 的电阻负载和吸收 100 [V.A] 的电感或电容负载释放的热量是相同的。这就是为什么我们使用视在功率而不是有功功率的原因。
变压器的最大功率用伏安(VA)而不是瓦特(W)来表示的原因如下:当一个纯电感负载或纯电容负载连接到变压器的次级时,它不会消耗以瓦特表示的有功功率。例如,如果变压器的最大允许电流为 2[A],而一个电感负载在次级电压为 50[V] 时吸收的无功功率为 Q = 4000 [VAR],根据欧姆定律,I = Q/V = 4000 [VAR] / 50[V] = 80 [A],变压器将被烧毁,而有功功率为零,因为电感没有自身的电阻,它不消耗有功电流。因此,以有功功率表示变压器的最大功率并不能告诉我们关于电感或电容负载的任何信息。
有关有效值和热当量的更多详情,请参阅视频 : { 电压有效值或电流有效值向我们展示了具体的物理现象:有效值及其热等效值 - 练习 9 - 视频 1/2 }

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