Напряжение и сила тока в трансформаторе
В идеальном трансформаторе напряжение во вторичной обмотке относится к напряжению в первичной так же, как число витков, а сила тока относится обратно: при повышении напряжения сила тока уменьшается.
Первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения, а во вторичной возникает индукционное напряжение. Связь между обмотками описывается коэффициентом трансформации. Сам идеальный трансформатор рассматривается как частный случай устройства, описанного на странице идеальный трансформатор.
Здесь \(U_1\) и \(I_1\) — напряжение и сила тока в первичной обмотке, \(U_2\) и \(I_2\) — во вторичной, \(N_1\) и \(N_2\) — числа витков. Индексы 1 и 2 обозначают первичную и вторичную обмотки соответственно.
Пусть \(U_1=220\ \text{В}\), \(N_1=1000\), \(N_2=100\). Тогда \(U_2=220\cdot\frac{100}{1000}=22\ \text{В}\): трансформатор понижает напряжение в 10 раз. Если \(I_1=0{,}5\ \text{А}\), то \(I_2=5\ \text{А}\).
При увеличении числа витков вторичной обмотки напряжение увеличивается, но сила тока уменьшается. Нельзя считать, что при повышении напряжения одновременно возрастает и сила тока: для идеального трансформатора мощность сохраняется.
Во вторичной обмотке в 4 раза больше витков, чем в первичной. Как изменится сила тока?
Главное
- \(U_2/U_1=N_2/N_1\): напряжение пропорционально числу витков.
- \(I_2/I_1=N_1/N_2\): сила тока изменяется обратно числу витков.
- В идеальном трансформаторе \(U_1I_1=U_2I_2\), поэтому мощность сохраняется.