変圧器の原理(理想変圧器)

実効値一次側二次側 電圧-- 電流-- 電力-- 周波数-- - - 巻数比2倍-- V2-- I1-- I2-- I2/I1-- P1-- P2-- -

v1 = V1m·sin(2πft)(V1m = √2·V1 は最大値)。v1 = N1·dΦ/dt より Φ = −(V1m/(N1·2πf))·cos(2πft):磁束は電源電圧より90°(1/4周期)遅れる。 二次電流 i2 の起磁力 N2·i2 は一次電流の起磁力 N1·i1 と逆向きで、磁束の変化を打ち消そうとする(レンツの法則)。 電流は電圧と逆に N1/N2 倍(I2 = (N1/N2)·I1)となり、常に P1 = V1·I1 = V2·I2 = P2。 【前提】電源電圧 V1 と負荷 R を一定にしたまま巻数比を2倍にすると、V2 は2倍、I2 = V2/R も2倍、一次電流 I1 = (N2/N1)²·V1/R は4倍になる(一次電流は半分にはならない)。 半分になるのは電流の比 I2/I1 = N1/N2 であり、同じ電力 P を送る場合(R を4倍にした場合)には二次電流 I2 が半分になる。 ● 印はコイルの巻き始め(同極性端子)。時間は見やすく拡大表示(f = 1〜10 Hz を商用 50 Hz 相当として再生)。