จะเข้าใจได้อย่างไรว่าหม้อแปลงในอุดมคติไม่ได้เก็บพลังงาน แต่ตัวเหนี่ยวนำสามารถเก็บพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าได้

ก่อนอื่น เกี่ยวกับว่าสามารถเก็บพลังงานได้หรือไม่ เรามาดูความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงในอุดมคติกับหม้อแปลงที่ใช้งานจริง:

1. ความหมายและลักษณะของหม้อแปลงในอุดมคติ

วิธีการเขียนแบบทั่วไปของหม้อแปลงในอุดมคติ

หม้อแปลงในอุดมคติคือองค์ประกอบวงจรในอุดมคติ โดยถือว่า: ไม่มีการรั่วไหลของแม่เหล็ก ไม่มีการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียเหล็ก และค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำในตัวเองและการเหนี่ยวนำร่วมแบบไม่มีที่สิ้นสุด และไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ภายใต้สมมติฐานเหล่านี้ หม้อแปลงในอุดมคติจะรับรู้เฉพาะการแปลงแรงดันและกระแสเท่านั้น โดยไม่เกี่ยวข้องกับการกักเก็บพลังงานหรือการใช้พลังงาน แต่จะถ่ายโอนเฉพาะพลังงานไฟฟ้าอินพุตไปยังปลายเอาต์พุตเท่านั้น

เนื่องจากไม่มีการรั่วไหลของแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กของหม้อแปลงในอุดมคติจึงถูกจำกัดอยู่ที่แกนกลางอย่างสมบูรณ์ และไม่มีการสร้างพลังงานสนามแม่เหล็กในพื้นที่โดยรอบ ในเวลาเดียวกัน การไม่มีการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียเหล็กหมายความว่าหม้อแปลงไฟฟ้าจะไม่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนหรือการสูญเสียพลังงานในรูปแบบอื่นระหว่างการทำงาน และจะไม่กักเก็บพลังงาน

ตามเนื้อหาของ "หลักการของวงจร": เมื่อหม้อแปลงที่มีแกนเหล็กทำงานในแกนที่ไม่อิ่มตัว ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กจะมีขนาดใหญ่ ดังนั้นการเหนี่ยวนำจึงมีขนาดใหญ่ และการสูญเสียแกนกลางมีน้อยมาก จึงสามารถประมาณได้ว่าเป็นอุดมคติ หม้อแปลงไฟฟ้า

มาดูข้อสรุปของเขาอีกครั้ง “ในหม้อแปลงไฟฟ้าในอุดมคติ กำลังที่ขดลวดปฐมภูมิดูดซับคือ u1i1 และกำลังไฟฟ้าที่ขดลวดทุติยภูมิดูดซับคือ u2i2=-u1i1 นั่นคือ กำลังไฟฟ้าเข้าด้านปฐมภูมิของหม้อแปลงจะถูกส่งออกไปยังโหลดผ่าน ด้านรอง พลังงานทั้งหมดที่หม้อแปลงดูดซับนั้นเป็นศูนย์ ดังนั้นหม้อแปลงในอุดมคติจึงเป็นส่วนประกอบที่ไม่กักเก็บพลังงานหรือใช้พลังงาน

” แน่นอนว่าเพื่อนบางคนยังบอกด้วยว่าในวงจรฟลายแบ็กหม้อแปลงสามารถกักเก็บพลังงานได้ ในความเป็นจริง ฉันตรวจสอบข้อมูลและพบว่าหม้อแปลงเอาท์พุตของมันมีหน้าที่ในการกักเก็บพลังงาน นอกเหนือจากการแยกทางไฟฟ้าและการจับคู่แรงดันไฟฟ้าอย่างแรกเป็นคุณสมบัติของหม้อแปลงไฟฟ้า และอย่างหลังเป็นคุณสมบัติของตัวเหนี่ยวนำดังนั้นบางคนจึงเรียกมันว่าหม้อแปลงเหนี่ยวนำ ซึ่งหมายความว่าแท้จริงแล้วการจัดเก็บพลังงานนั้นเป็นคุณสมบัติของตัวเหนี่ยวนำ

2. ลักษณะของหม้อแปลงในการใช้งานจริง

มีการกักเก็บพลังงานจำนวนหนึ่งในการใช้งานจริง ในหม้อแปลงจริง เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การรั่วไหลของแม่เหล็ก การสูญเสียทองแดง และการสูญเสียเหล็ก หม้อแปลงไฟฟ้าจึงจะมีการกักเก็บพลังงานจำนวนหนึ่ง

แกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าจะทำให้เกิดการสูญเสียฮิสเทรีซิสและการสูญเสียกระแสไหลวนภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กสลับ การสูญเสียเหล่านี้จะใช้พลังงานส่วนหนึ่งในรูปของพลังงานความร้อน แต่จะส่งผลให้พลังงานสนามแม่เหล็กจำนวนหนึ่งถูกเก็บไว้ในแกนเหล็กด้วย ดังนั้นเมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าทำงานหรือตัดการทำงานเนื่องจากการปล่อยหรือกักเก็บพลังงานสนามแม่เหล็กไว้ในแกนเหล็ก อาจเกิดปรากฏการณ์แรงดันไฟเกินหรือไฟกระชากในระยะสั้นจนส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อื่นในระบบได้

3. ลักษณะการเก็บพลังงานตัวเหนี่ยวนำ

เมื่อกระแสในวงจรเริ่มเพิ่มขึ้นตัวเหนี่ยวนำจะขัดขวางการเปลี่ยนแปลงของกระแส ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในตัวเองจะถูกสร้างขึ้นที่ปลายทั้งสองด้านของตัวเหนี่ยวนำ และทิศทางของมันจะตรงกันข้ามกับทิศทางของการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ในเวลานี้ แหล่งจ่ายไฟจำเป็นต้องเอาชนะแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในตัวเองจึงจะทำงานได้ และแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานสนามแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำเพื่อจัดเก็บ

เมื่อกระแสไฟฟ้าถึงสถานะเสถียร สนามแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำจะไม่เปลี่ยนแปลงอีกต่อไป และแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากตัวเองจะเป็นศูนย์ ในเวลานี้แม้ว่าตัวเหนี่ยวนำจะไม่ดูดซับพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟอีกต่อไป แต่ยังคงรักษาพลังงานสนามแม่เหล็กที่เก็บไว้ก่อนหน้านี้

เมื่อกระแสไฟฟ้าในวงจรเริ่มลดลง สนามแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำก็จะลดลงเช่นกัน ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำตัวเองในทิศทางเดียวกับกระแสที่ลดลง โดยพยายามรักษาขนาดของกระแสไว้ ในกระบวนการนี้ พลังงานสนามแม่เหล็กที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำจะเริ่มถูกปล่อยออกมาและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อป้อนกลับเข้าสู่วงจร

ด้วยกระบวนการกักเก็บพลังงาน เราสามารถเข้าใจได้ว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหม้อแปลงไฟฟ้าแล้ว มีเพียงพลังงานเข้าและไม่มีพลังงานออก ดังนั้นพลังงานจึงถูกเก็บไว้

ข้างต้นเป็นความเห็นส่วนตัวของผม ฉันหวังว่ามันจะช่วยให้ผู้ออกแบบหม้อแปลงกล่องสมบูรณ์ทุกคนเข้าใจหม้อแปลงและตัวเหนี่ยวนำ! ฉันอยากจะแบ่งปันความรู้ทางวิทยาศาสตร์บางอย่างกับคุณด้วย:หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดเล็ก, ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุที่ถอดออกจากเครื่องใช้ในครัวเรือนควรปล่อยประจุออกก่อนสัมผัสหรือซ่อมแซมโดยผู้เชี่ยวชาญหลังจากไฟดับ!

บทความนี้มาจากอินเทอร์เน็ตและลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ