・変圧器の一次換算、二次換算について知りたい

投稿日: 2016年6月9日作成者: SEA

【質問】
変圧器の項で出てくる「一次換算、二次換算」とはどういうものですか？

一次換算、二次換算とは、変圧器の等価回路上で用いられる計算手法です。

等価回路は、変圧器の内部に存在する一次側のインピーダンスと二次側のインピーダンスを直列に並べて、計算しやすくするために描かれた回路図です。

インピーダンスが直列ですので、電流は一次側、二次側ともに同じ値になります。
ところが、実際は、一次側、二次側の電流は違う値です。

変圧器は、一次側の電力を二次側にコピーしますが、その時、電圧と電流の大きさを変化させます。

【例題】
容量が１０００〔Ｗ〕の変圧器の場合、
　一次側：電圧１０００〔Ｖ〕、電流１〔Ａ〕
　二次側：電圧１００〔Ｖ〕、電流１０〔Ａ〕
インピーダンスが共に１〔Ω〕とします。

電力損失は、 $\displaystyle I^2Z$ より、一次側：１〔Ｗ〕、二次側：１００〔Ｗ〕となります。

これを等価回路上に表すためには、電流値を一次側の電流１〔Ａ〕か、二次側の１０〔Ａ〕か、どちらかに統一しなければ、計算が合わなくなってしまします。

そこで、電流の比率をあらかじめインピーダンスの方に組み込んで計算すると、

変圧比：１０倍より、二次側インピーダンスは、１〔Ω〕×１０²＝１００〔Ω〕

このインピーダンスに１〔Ａ〕の電流を流すと、電力損失は１００〔Ｗ〕となって、換算前の結果と同じになります。（この計算は一次換算です。）

つまり、一次換算、二次換算とは、電流の変化割合をインピーダンスの方で計算しておく手法なのです。

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