トランスの基本と動作原理

トランスの定義

トランスは、電磁誘導のプロセスを介して電気エネルギーをある回路から別の回路に伝達する静的デバイスです。 最も一般的に使用されるのは、回路間の電圧レベルを増加（「ステップアップ」）または減少（「ステップダウン」）することです。

トランスの動作原理

トランスの動作原理は非常に簡単です。 2つ以上の巻線（コイルとも呼ばれる）間の相互誘導により、電気エネルギーを回路間で伝達できます。 この原理については、以下でさらに詳しく説明します。

トランス理論

交流電源から供給される1つの巻線（コイルとも呼ばれます）があるとします。 巻線を通る交流電流は、巻線を囲む絶えず変化する交流磁束を生成します。 別の巻線をこの巻線に近づけると、この交番磁束の一部が2番目の巻線とリンクします。 この磁束は振幅と方向で絶えず変化しているため、2番目の巻線またはコイルで磁束の変化が変化している必要があります。

電磁誘導のファラデーの法則によれば、2次巻線にはEMFが誘導されます。 この二次巻線の回路が閉じている場合、電流が流れます。 これがトランスの基本的な動作原理です。 これを視覚化するのに役立つ電気記号を使用しましょう。 電源から電力を受け取る巻線は「一次巻線」として知られています。 下の図では、これが「最初のコイル」です。

相互誘導により所望の出力電圧を与える巻線は、一般に「二次巻線」として知られています。 これは、上の図の「2番目のコイル」です。

一次巻線と二次巻線の間の電圧を増加させる変圧器は、昇圧変圧器として定義されます。 逆に、一次巻線と二次巻線の間の電圧を低下させるトランスは、降圧トランスと定義されます。

上記のトランスの図は理想的なトランスでは理論的には可能ですが、あまり実用的ではありません。 これは、戸外では、最初のコイルから生成されるフラックスのごくわずかな部分のみが2番目のコイルとリンクするためです。 そのため、二次巻線に接続された閉回路を流れる電流は非常に小さくなります（測定が困難になります）。

磁束鎖交の変化率は、2次巻線と鎖交する磁束の量に依存します。 したがって、理想的には、一次巻線のほとんどすべての磁束が二次巻線にリンクする必要があります。 これは、コア型変圧器を使用することにより効果的かつ効率的に行われます。 これにより、両方の巻線に共通の低リラクタンス経路が提供されます。

トランスコアの目的は、低リラクタンスパスを提供することです。このパスを介して、1次巻線で生成される最大量の磁束が通過し、2次巻線にリンクされます。

トランスをオンにしたときに最初にトランスを流れる電流は、トランス突入電流と呼ばれます。

アニメーションによる説明が必要な場合は、トランスがどのように機能するかを正確に説明するビデオを次に示します。

トランス部品と建設

トランスの3つの主要部分：

・トランスの一次巻線

・トランスの磁気コア

・トランスの二次巻線

トランスの一次巻線

電源に接続すると磁束が発生します。

トランスの磁気コア

一次巻線によって生成された磁束は、二次巻線にリンクされたこの低リラクタンスパスを通過し、閉磁路を作成します。

トランスの二次巻線

一次巻線によって生成された磁束は、コアを通過し、二次巻線とリンクします。 この巻線も同じコアに巻かれており、トランスの望ましい出力を提供します。

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