この実験について
変圧器は、2つの巻線の間で変化する磁束を共有することで交流電圧を変換します。巻数比と負荷を変えて、電力が保存される一方で電圧と電流がどのようにトレードオフするかを確認しましょう。すべての表示値は正弦波交流の実効値です。巻線の図は巻数を表したもので、すべての巻線を1本ずつ描いているわけではありません。
学習目標
- 他の変数を一定に保ちながら、二次巻線の巻数が二次側の実効電圧に与える影響を調べましょう。
- グラフと数値の読み取り値を使って、予測を検証しましょう。
- 物理的な前提と、このモデルが適用できなくなる状況を説明しましょう。
使い方
- 1一次巻線の巻数を400、二次巻線の巻数を200、電圧を24 V、抵抗を100 Ωに設定します。二次側が12 V、0.12 Aになることを確認しましょう。
- 2曲線を保ったまま一次巻数を2倍にします。傾きを比較してください。
- 3巻数を固定したまま負荷抵抗を半分にします。一定に保たれる電圧と、2倍になる電流はどれですか？
- 4巻数を等しく設定します。一次電流と二次電流が一致することを確認してください。
モデル
前提条件
- 入力は正弦波交流で、電圧と電流の読み取り値はすべて実効値です。結合は完全で、励磁電流は無視します。
- 巻線損失、鉄損、飽和、電源の制限はありません。予測される大きな電力は理想モデルによる外挿値であり、機器の定格ではありません。
授業で試してみましょう
- Q1降圧変圧器では、なぜ二次電流が一次電流より大きくなるのですか？
- Q2この理想モデルで24 Vから6 Vを得るには、巻数比をいくつにすればよいですか？
よくある質問
この変圧器は定常直流で動作しますか？
いいえ。定常直流では、変化するコア磁束を維持できません。ここでの電圧比モデルは、交流による励磁を前提としています。
電圧を上げるとエネルギーが生まれますか？
いいえ。理想変圧器では電力が保存されます。出力電流と入力電流は、巻数比と接続された負荷に応じて変化します。