Betrachten wir zunächst den Unterschied zwischen idealen Transformatoren und tatsächlich betriebenen Transformatoren zur Frage, ob Energie gespeichert werden kann:
1. Definition und Eigenschaften idealer Transformatoren
Gängige Zeichenmethoden für ideale Transformatoren
Ein idealer Transformator ist ein idealisiertes Schaltungselement. Es geht davon aus, dass keine magnetische Streuung, kein Kupfer- und Eisenverlust sowie unendliche Selbstinduktivitäts- und Gegeninduktivitätskoeffizienten vorliegen und sich mit der Zeit nicht ändern. Unter diesen Annahmen realisiert der ideale Transformator nur die Umwandlung von Spannung und Strom, ohne Energiespeicherung oder Energieverbrauch, sondern überträgt nur die eingegebene elektrische Energie zum Ausgangsende.
Da es keine magnetische Streuung gibt, ist das Magnetfeld des idealen Transformators vollständig auf den Kern beschränkt und im umgebenden Raum wird keine Magnetfeldenergie erzeugt. Gleichzeitig bedeutet das Fehlen von Kupferverlusten und Eisenverlusten, dass der Transformator während des Betriebs weder elektrische Energie in Wärme oder andere Formen von Energieverlusten umwandelt noch Energie speichert.
Gemäß dem Inhalt von „Circuit Principles“: Wenn ein Transformator mit einem Eisenkern in einem ungesättigten Kern arbeitet, ist seine magnetische Permeabilität groß, also ist die Induktivität groß und der Kernverlust vernachlässigbar, was annähernd als Ideal angesehen werden kann Transformator.
Schauen wir uns sein Fazit noch einmal an. „In einem idealen Transformator beträgt die von der Primärwicklung aufgenommene Leistung u1i1 und die von der Sekundärwicklung aufgenommene Leistung beträgt u2i2=-u1i1, d. h. die auf der Primärseite des Transformators eingegebene Leistung wird über die an die Last ausgegeben Sekundärseite. Die vom Transformator aufgenommene Gesamtleistung ist Null, sodass der ideale Transformator eine Komponente ist, die weder Energie speichert noch Energie verbraucht.
„Natürlich sagten einige Freunde auch, dass der Transformator in der Flyback-Schaltung Energie speichern kann. Tatsächlich habe ich die Informationen überprüft und festgestellt, dass sein Ausgangstransformator neben der elektrischen Isolierung und Spannungsanpassung auch die Funktion hat, Energie zu speichern.Ersteres ist die Eigenschaft des Transformators und letzteres ist die Eigenschaft des Induktors.Manche Leute nennen ihn daher einen Induktortransformator, was bedeutet, dass die Energiespeicherung tatsächlich die Eigenschaft des Induktors ist.
2. Eigenschaften von Transformatoren im tatsächlichen Betrieb
Im realen Betrieb ist ein gewisser Energiespeicher vorhanden. Bei tatsächlichen Transformatoren verfügt der Transformator aufgrund von Faktoren wie magnetischer Streuung, Kupferverlust und Eisenverlust über eine bestimmte Menge an Energiespeicher.
Der Eisenkern des Transformators erzeugt unter der Wirkung des magnetischen Wechselfelds Hystereseverluste und Wirbelstromverluste. Diese Verluste verbrauchen einen Teil der Energie in Form von Wärmeenergie, führen aber auch dazu, dass eine gewisse Menge an Magnetfeldenergie im Eisenkern gespeichert wird. Wenn der Transformator in Betrieb genommen oder abgeschaltet wird, kann es daher aufgrund der Freisetzung oder Speicherung von Magnetfeldenergie im Eisenkern zu einer kurzzeitigen Überspannung oder einem Spannungsstoß kommen, der Auswirkungen auf andere Geräte im System hat.
3. Eigenschaften der Energiespeicherung des Induktors
Wenn der Strom im Stromkreis zu steigen beginnt, wird derInduktorwird die Stromänderung behindern. Nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird an beiden Enden des Induktors eine selbstinduzierte elektromotorische Kraft erzeugt, deren Richtung der Richtung der Stromänderung entgegengesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt muss das Netzteil die selbstinduzierte elektromotorische Kraft überwinden, um Arbeit zu verrichten und die elektrische Energie im Induktor zur Speicherung in Magnetfeldenergie umzuwandeln.
Wenn der Strom einen stabilen Zustand erreicht, ändert sich das Magnetfeld im Induktor nicht mehr und die selbstinduzierte elektromotorische Kraft ist Null. Obwohl der Induktor zu diesem Zeitpunkt keine Energie mehr von der Stromversorgung aufnimmt, behält er dennoch die zuvor gespeicherte Magnetfeldenergie bei.
Wenn der Strom im Stromkreis abzunehmen beginnt, wird auch das Magnetfeld im Induktor schwächer. Gemäß dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion erzeugt der Induktor eine selbstinduzierte elektromotorische Kraft in der gleichen Richtung wie die Stromabnahme und versucht, die Stärke des Stroms aufrechtzuerhalten. Bei diesem Vorgang beginnt die im Induktor gespeicherte Magnetfeldenergie freigesetzt und in elektrische Energie umgewandelt zu werden, die wieder in den Stromkreis eingespeist wird.
Durch seinen Energiespeicherprozess können wir einfach verstehen, dass er im Vergleich zum Transformator nur einen Energieeingang und keinen Energieausgang hat, sodass die Energie gespeichert wird.
Das Obige ist meine persönliche Meinung. Ich hoffe, dass es allen Konstrukteuren kompletter Kastentransformatoren hilft, Transformatoren und Induktivitäten zu verstehen! Ich möchte auch einige wissenschaftliche Erkenntnisse mit Ihnen teilen:kleine TransformatorenAus Haushaltsgeräten ausgebaute Induktivitäten und Kondensatoren sollten vor der Berührung entladen oder nach Stromausfällen von Fachleuten repariert werden!
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04. Okt. 2024