Wie können wir Hochspannung und Niederstrom (in Transformatoren) haben, wenn V = I * Impedanz?

Sie haben Recht, der Strom hängt von der an die Sekundärspule angeschlossenen Impedanz ab. Ich glaube, Sie sind verwirrt darüber, welche Regeln wann zu befolgen sind. Hier sind die Regeln, die immer für ideale Transformatoren gelten:

Nur weil Ihre Stromquelle 1000 Volt bei 1 Ampere liefern kann , bedeutet das nicht, dass sie dies unter allen Umständen tun wird . Was wir sagen können ist, dass, wenn die Quelle 1000 V und 1 A in die Primärseite eines idealen Transformators liefert, dann :

• Der Strom auf der Sekundärseite ist$1\cdot\frac {N_P}{N_S}$Verstärker.
• Die Spannung auf der Sekundärseite ist$1000 \cdot\frac {N_S}{N_P}$Volt.
• Die scheinbare Eingangsimpedanz auf der Primärseite hat eine Größenordnung von 1000 Ohm.
• Die tatsächliche Lastimpedanz auf der Sekundärseite hat eine Größe von$1000\left(\frac {N_S}{N_P}\right)^2$Ohm.
• Die Eingangsleistung auf der Primärseite und die Ausgangsleistung auf der Sekundärseite betragen jeweils 1000 Watt.

Wenn Sie das Windungsverhältnis ändern$\frac{N_P}{N_S}$, ändert sich die scheinbare Impedanz der Primärseite, als ob Sie die tatsächliche Lastimpedanz geändert hätten. Die Spannungen und Ströme auf beiden Seiten ändern sich entsprechend.

BEARBEITEN: Ja, die Primärimpedanz (auch als reflektierte Impedanz bekannt) hängt aufgrund der gegenseitigen Induktivität vom Windungsverhältnis ab. Die tatsächliche Lastimpedanz auf der Sekundärseite ist dies nicht - es ist die physikalische Impedanz, die über die Drähte angeschlossen ist, was Sie als "Geräte" bezeichnen. Aber genau wie beim Ohmschen Gesetz können Sie die Impedanz auf der Sekundärseite berechnen, wenn Sie die Spannung und den Strom auf der Primärseite und das Übersetzungsverhältnis kennen. Das mache ich oben.

Anders ausgedrückt: Die an der Primärseite anliegende Spannung bestimmt die Spannung, die auf der Sekundärseite zu sehen ist. Die Sekundärspannung und die Lastimpedanz bestimmen den Sekundärstrom. Der Sekundärstrom bestimmt den Primärstrom. Die Primärspannung und der Primärstrom geben Ihnen die reflektierte (primäre) Impedanz.

Stellen Sie sich die reflektierte Impedanz als Thevenin-Äquivalent vor. Wenn Sie einen 22k-Widerstand an die Sekundärseite eines Transformators anschließen, wo$\frac {N_P}{N_S} = 10$, dann wirkt die Primärseite des Transformators wie ein 220-Ohm-Widerstand.

Siehe auch diese Frage .

EDIT 2: Ich bin kein Experte für Generatoren, aber ich werde versuchen, Ihre Frage trotzdem zu beantworten. :-)

Als Faustregel gilt, dass die Spannung eines Generators von seiner Drehzahl abhängt. Das Drehen des Generators mit konstanter Drehzahl erzeugt eine konstante Spannung (in diesem Fall eine Wechselspannung). Beim Anlegen an eine Last bewirkt diese Spannung, dass Strom fließt. Der Strom wirkt als Elektromagnet und übt ein Drehmoment auf den Generator aus, das seiner Bewegung entgegenwirkt. Die Überwindung dieses Drehmoments verbraucht mechanische Energie. Die verbrauchte mechanische Energie ist gleich der erzeugten elektrischen Energie. (Ich ignoriere Reibung und Trägheit und spreche nur vom stationären Zustand.)

Wenn Sie eine konstante Menge an mechanischer Leistung in den Generator einspeisen, variiert seine Spannung basierend auf dem Lastwiderstand, wodurch die elektrische Leistung gleich der mechanischen Leistung bleibt. Aber in der Praxis wollen wir normalerweise, dass ein Generator eine konstante Spannung erzeugt. Die mechanische Leistung wird also variiert, um die Spannung aufrechtzuerhalten.

Ein Transformator transformiert, wie der Name schon sagt, verschiedene Spannungsebenen. Sie können eine Ersatzschaltung verwenden, um herauszufinden, dass der Strom in der Primärseite proportional zur Last ist, die an der Sekundärseite anliegt. Wenn die Sekundärseite offen bleibt, fließt nur Magnetisierungsstrom durch die Primärwicklung (sehr wenig Strom, 90 Grad phasenverschoben).

Wie ist es möglich, hohe Spannung und niedrigen Strom zu haben? Dies ist möglich, wenn die Leistung P konstant gehalten wird.

P=VI ==> V=P/I ...Daher ist V umgekehrt proportional zu I

mit V = P / I, Wenn P konstant gehalten wird, führt eine Erhöhung von V zu einer Verringerung von I

Jahrelang hat mich die gängige Erklärung nie ganz befriedigt. Endlich dämmerte es mir:

ist eine Konsequenz und so

ist der eigentliche treibende Faktor. Das heißt, in einem idealen Transformator sind die Ampere-Windungen in der Primärseite gleich den Ampere-Windungen in der Sekundärseite. In einem echten Transformator müssen Sie normalerweise nur etwas Leckage zur Primärseite hinzufügen, und Sie haben ein sehr genaues Modell.

Denken Sie nun über die Folgen dieses treibenden Faktors nach - die an die Primärwicklung angeschlossene Stromversorgung hat eine gewisse Spannung und wird eine bestimmte Strommenge durch die Wicklung drücken. Wie im Ohmschen Gesetz wird der Strom durch die Impedanz der Wicklung bestimmt. Die Impedanz der Wicklung wird (meistens) durch die reflektierte Impedanz der Sekundärseite bestimmt. Die Primärseite stellt die reflektierte Impedanz dar und der resultierende Primärstrom fließt. Der Transformator hält Amperewindungen aufrecht und so fließt ein resultierender Strom in der Sekundärseite. Wenn Sie schließlich die Spannungsberechnung durchführen, stellen Sie fest, dass das Vp / Vn-Verhältnis gilt, aber wirklich nur als Konsequenz. Manchmal hält das Vp/Vn-Verhältnis nicht, und wenn Sie es auf diese Weise durcharbeiten, wird im Allgemeinen der Grund dafür sichtbar.

Seit ich meine Überlegungen zu Transformatoren auf diesen Amp-Turns-Dominant-Modus umgestellt habe, ergeben sich viele der Konsequenzen viel intuitiver.

Um Ihre ursprüngliche Frage zu beantworten, stehen beispielsweise die primären 1000 V für die reflektierte Last zur Verfügung. Der tatsächliche Strom (und damit die Leistung) wird durch diese Last bestimmt.

Um Ihre Bearbeitung 1 zu beantworten: Da der Transformator eine bestimmte Anzahl von Amperewindungen drücken muss, erscheint die Sekundärimpedanz als reflektierte Impedanz auf der Primärseite.

Um Ihr Edit 2 zu beantworten: Ja, die Leistung ändert sich. Beginnen Sie mit der Impedanz der Last, berechnen Sie die reflektierte Impedanz, berechnen Sie den resultierenden Primärstrom und dann haben Sie die gelieferte Leistung. Wenn Sie eine weitere Last hinzufügen, sinkt die Impedanz, der Strom steigt und daher steigt die Leistung. Die Nennleistung eines Transformators ist ein Maximum, keine Konstante.