ترانسفورماتور, مقالات
مقاومت و راکتانس نشتی یا امپدانس ترانسفورماتور
آذر
امپدانس ترانسفورماتور
امپدانس ترانسفورماتور
راکتانس نشتی ترانسفورماتور
کل شار ترانسفورماتور قادر به پیوند با سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه نخواهد بود و بخش کوچکی از شار فقط با یکی از سیم‌پیچ پیوند برقرار خواهد‌نمود که به این بخش از شار، شار نشتی[1] گفته‌می‌شود. به دلیل این شار نشتی در ترانسفورماتور، یک راکتانس خودی در سیم‌پیچ مربوطه وجود خواهد‌داشت. این راکتانس خودی ترانسفورماتور در واقع راکتانس نشتی ترانسفورماتور نامیده‌می‌شود. این راکتانس خودی بعلاوه مقاومت ترانسفورماتور، امپدانس آن را تشکیل می‌دهد. بدلیل این امپدانس ترانسفورماتور، در سیم‌پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور، افت ولتاژ وجود خواهد‌داشت.
معادله EMF ترانس ، نسبت تبدیل ترانس
———————————————————
مقاومت ترانسفورماتور
به طور کلی، سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور از مس ساخته‌شده‌اند. مس هادی بسیار خوبی برای جریان‌است اما یک ابررسانا نیست. در واقع، ابررسانا و ابررسانایی هر دو مفاهیمی هستند که عملا در دسترس نمی‌باشند. بنابراین هر دو سیم‌پیچ مقاومت خواهد داشت. این مقاومت داخلی سیم پیچهای اولیه و ثانویه در مجموع به عنوان مقاومت ترانسفورماتور شناخته‌می‌شود.
امپدانس ترانسفورماتور
همانطور که بیان شد، سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه نیز دارای مقاومت و راکتانس نشتی هستند. این مقاومت و راکتانس در کنار هم امپدانس ترانسفورماتور را تشکیل می‌دهند. اگر R1 و R2 و X1 و X2 به ترتیب مقاومت و راکتانس نشتی اولیه و ثانویه ترانسفورماتور باشد، آنگاه Z1 و Z2 نیز به ترتیب امپدانس سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور خواهد بود.
امپدانس ترانسفورماتور نقش مهمی در موازی نمودن ترانسفورماتورها ایفا می‌کند.
شار نشتی در ترانسفورماتور
در ترانسفورماتور ایده‌آل، تمام شارها با سیم پیچهای اولیه و ثانویه پیوند خواهند‌داشت، اما در واقعیت امکان پیوند تمام شار در ترانسفورماتور با سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه غیرممکن‌است. اگرچه ماکسیمم شار با هر دو سیم‌پیچ از طریق هسته ترانسفورماتور پیوند می‌یابد اما مقدار کمی از شار وجود خواهد داشت که با یکی از سیم‌پیچ‌ها پیوند دارد. این شار، شار نشتی نامیده می‌شود که به جای عبور از هسته از عایق سیم‌پیچ و روغن عایقی ترانسفورماتور عبور می‌کند. به دلیل این شار نشتی در ترانسفورماتور، سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه نیز دارای راکتانس نشتی می‌باشند. در واقع منظور از راکتانس ترانسفورماتور، همان راکتانس نشتی است. این پدیده در ترانسفورماتور به نشت مغناطیسی معروف است.
افت ولتاژ سیم‌پیچ ناشی از امپدانس ترانسفورماتور است و امپدانس نیز ترکیبی از مقاومت و شار نشتی ترانسفورماتور است. اگر ولتاژ V1 به اولیه ترانسفورماتور اعمال گردد، یک مولفه I1X1 برای تعادل emf خودالقای اولیه ناشی از راکتانس نشتی وجود خواهد داشت (در اینجا X1 راکتانس نشتی اولیه است).
به طریق مشابه می‌توان معادله ولتاژ برای سمت ثانویه را به صورت زیر نوشت:
در شکل بالا، سیم‌پیچ های اولیه وثانویه در شاخه‌های مجزا نشان داده‌شده‌است که می‌تواند منجر به ایجاد شار نشتی زیاد در ترانسفورماتور شود زیرا فضای زیادی برای نشت وجود دارد. اگر سیم‌پیچ‌ها بتوانند فضای مشابهی را اشغال کنند، ممکن‌است نشتی در سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه از بین برود که البته از نظر فیزیکی غیرممکن‌است، اما با قرار دادن ثانویه و اولیه به صورت متمرکز می توان این مشکل را تا حدی مرتفع نمود.
———————————————————
[1] leakage flux
مقالات مرتبط:
ماد ترانسفورماتورهای الکتریکی – نماد تک خطی ترانسفورماتور
ترانسفورماتور؛ ساختار؛ عملکرد؛ انواع کاربردها و محدودیت ها
لینک زبان اصلی مقاله:
Resistance and Leakage Reactance or Impedance of Transformer