Induktionsspannungen und -flüsse innerhalb eines Transformators und ihre Polaritäten

Dies ist eine facettenreiche Frage, und es geht eher darum zu sehen, ob ich verstehe, was in einem Transformator passiert. Ich verstehe die allgemeine Idee hinter Transformatoren: Wechselspannung, die an der Primärseite anliegt, wird an der Sekundärseite "gespiegelt" und ihre Größe ist abhängig vom Windungsverhältnis. Die Polaritäten der induzierten Spannungen und die "Aufhebung" des Flusses innerhalb des Kerns sind für mich jedoch etwas verwirrend. Beginnen wir also am Anfang:

Anlegen einer sinusförmigen Spannung,$V_{AC} = V\sin(\omega t)$, zu den primären Ursachen Strom$i_p$durch sie zu fließen. Wir können das sehen$i_p$ist proportional zu$-\cos(\omega t)$, und so ist der Fluss$\phi_1(t)$. Da der Fluss die Primärspule abfängt, induziert er eine Spannung in der Primärspule, und gemäß dem Lenzschen Gesetz zeigt diese Spannung in die Richtung, die der Änderung entgegenwirkt, die sie verursacht hat. Mit anderen Worten, wenn wir diese neue Spannung mit bezeichnen$V_p$, Dann

Wo$n_p$ist die Anzahl der Windungen in der Primärwicklung. Wir sehen das$V_p \sim -\sin(\omega t)$, So$V_p$zeigt in die entgegengesetzte Richtung zu$V_s$. Die beiden entgegengesetzten Spannungen sind der Grund$i_p$ist sehr niedrig, wenn der Transformator nicht belastet ist. Auch wenn sie sich gegenseitig vollständig aufgehoben hätten, hätten wir keinen Strom und daher keinen Fluss. Ist das alles soweit richtig?

Jetzt befestigen wir eine Last an der Sekundärseite und dem gleichen Fluss,$\phi_1$, induziert eine Spannung in der Sekundärseite, und es ist

Wie,$V_p$,$V_s \sim -\sin(\omega t)$, und hier wird es für mich schwierig. Die Spannung, die aus der Sekundärseite kommt, sollte die gleiche Phase und Polarität haben wie die Spannung, die in die Primärseite eingespeist wird. Was ich hier bekomme, ist, dass sie entgegengesetzte Polaritäten haben! Außerdem ist mir nicht klar, wie wir physikalisch über die Polarität der Sekundärleitungen entscheiden, was ist$+$und was ... ist$-$? Dann ist da noch die Art und Weise, wie die beiden Spulen gewickelt sind, was sich auch auf die Polarität auswirkt.

Eine Möglichkeit für mich, dies zu klären, besteht darin, noch einmal an das Gesetz von Lenz zu denken. Wenn wir den in der Sekundärseite induzierten Strom als bezeichnen$i_s$, dann sagt Lenz das$i_s$, induziert durch$\phi_1$, wird fließen, um sich der Veränderung zu widersetzen, die sie verursacht hat. Ich verstehe das so$i_2$wird so fließen, dass der Fluss, den es erzeugt,$\phi_2(t)$, wird widersprechen$\phi_1$. Egal wie die Sekundärspule gewickelt ist (CW oder CCW), der induzierte Strom,$i_2$, wird sich so "arrangieren".$\phi_2$wird widersprechen$\phi_1$. Je nachdem, was auf der Sekundärseite gewickelt ist, ändert sich die Polarität dieses Signals, wie dieses Diagramm zeigt.

Liege ich soweit richtig? Wenn ja, warum wählen wir dann die "obere" Leitung, um die positive Polarität zu haben? Und wie bringen wir das Ganze mit der induzierten Spannung in Einklang,$V_s$mit umgekehrter Polarität zur Quellenspannung, die den Transformator speist?

Jetzt kommt ein weiterer Teil, bei dem ich mir nicht sicher bin.$\phi_2$wirkt dagegen$\phi_1$, also reduzieren und reduzieren$V_p$, also zieht die Primärseite mehr Strom aus der Quelle. Deshalb$\phi_1$wird wieder groß, und ich nehme an, es hebt den Rückfluss mehr oder weniger auf$\phi_2$, also wirklich$V_p$existiert nicht über die primäre. Ich habe an mehreren Stellen gesehen, dass der Transformator den hohen Fluss im Kern aufrechterhalten möchte. Ist das der Grund?

Ist es nur ich oder sind die Gesetze von Faraday und Lenz wirklich nur zu Illustrationszwecken? Ich glaube nicht, dass das, was im Transformator passiert, so reaktionär ist, dass ein Strom fließt und ein anderer darauf reagiert. Zum Beispiel sehen wir keinen umgekehrten Fluss, aber wenn wir ihn auf diese Weise aufschlüsseln, können wir verstehen, warum das Endergebnis so ist, wie es ist.