القاى الکترو مغناطیس سال تحصیلى 95-96
:. : القاى الکترومغناطیس تغییر اندازه میدان مغناطیسی در محل مدار بستھ B )درونسو( تغییر مساحت مدار بستھ در داخل میدان مغناطیسی B )درونسو( تغییر زاویھ سطح مدار بستھ با راستای میدان مغناطیسی شار مغناطیسی شار مغناطیسی عبارت است از حاصل ضرب نرده ای بردارسطح در بردار میدان مغناطیسی. یعنی: در رابطه ی 1 ϕ شار مغناطیسی با یکای وبر )wb( و A بزرگی سطح با یکای ϕ = ABcosα )1( α است. )( بزرگی بردار میدان مغناطیسی با یکای تسال B و m 2 زاویه ی بین بردار سطح و بردار میدان مغناطیسی است. شار مغناطیسی گذرنده از یک سطح کمیتی نرده ای است. یادداشت ریاضی 1: N سطح یک کمیت برداری است که بزرگی آن همان مساحت )A( است و جهت آن برداری عمود بر سطح A )N( است. مثال 1 یک حلقه ی مربع شکل به ضلع 11 سانتی متر به صورت عمود بر خطوط میدانی مغناطیسی به بزرگی 01 گاوس قرار دارد. مقدار شار مغناطیسی گذرنده از آن را حساب کنید. N B ابتدا مساحت این حلقه را حساب می کنیم. A = 11 11=111cm 2 = 111 11-0 m 2 همانطور که در شکل مقابل ملاحظه می کنید هرگاه میدان مغناطیسی بر سطح حلقه عمود باشد بردارهاي سطح و میدان با هم هم راستا می شوند. در نتیجه 181 یا α= 1. ϕ = ABcosα ϕ = 01-2 01 01-0 cos 1 ϕ = 01 01-6 wb قانون فارادي این قانون بیان می کند اگر در یک حلقه ی بسته تغییرات شار مغناطیسی رخ دهد در آن حلقه ی بسته نیروی محرکه ی الکتریکی القایی ایجاد می شود. 57
قانون لنز: همواره جهت نیروی محرکه ی الکتریکی القایی در حلقه ی بسته در جهتی است که با عامل بوجود آورنده ی تغییرات شار مخالفت کند. این قانون بیان دیگری از قانون پایستگی انرژی است. ازترکیب دو قانون فوق باهم و استفاده از روابط ریاضی می توانیم بنویسیم: E = N Δϕ Δt E = N dϕ )2( )3( در رابطه ی 2 و 3 N تعداد حلقه های پیچه است. در رابطه ی 2 ϕ تغییرات شار گذرنده از هر حلقه است. E نیروی محرکه ی القایی متوسط است dϕ و واحد آن ولت است و E نیروی محرکه ی القایی در هر لحظه است. در رابطه ی 3 زمان است. عالمت منفی در هر دو رابطه از قانون لنز آمده است. مثال 2 مشتق شار مغناطیسی گذرنده از هر حلقه بر حسب متغیر پیچه ای با 011 حلقه در یک میدان مغناطیسی یکنواخت به گونه ای قرار دارد که سطح پیچه بر خط های میدان عمود است. اگر مساحت حلقه های پیچه 21 سانتی متر مربع باشد و میدان مغناطیسی با آهنگ 1/10 تغییر کند بزرگی نیروی محرکه ی القایی متوسط چند ولت است s از آنجا که بزرگی نیروی محرکه ی متوسط القایی مدنظر است پس عالمت آن در نظر گرفته نمی شود. در این مسئله B در حال تغییر است. پس A وcosα وقتی آهنگ تغییر یک کمیت مثال B داده می شود منظور همان E = N Δϕ E (AB cos α) = N Δt t به عنوان اعداد ثابت هستند و از داخل پرانتز خارج می شوند. E = N A cos α B t B t است که داده شده است. نکته ی 1- در آزمون های چهارگزینه ای می توانید از روابط 0 الی 0 نیز استفاده کنید: اگر مساحت در حال تغییر باشد: اگر میدان مغناطیسی در حال تغییر باشد: اگر زاویه در حال تغییر باشد: مثال 3 شار مغناطیسی عبوری از حلقه ای در SI نسبت به زمان با معادله ی 0+0t ϕ = t 3 تغییر می کند. t 2 چقدر است = 2s تا t 1 الف( نیروی محرکه ی القایی متوسط در بازه ی زمانی = 1 t 2 چقدر است ب( نیروی محرکه ی القایی در لحظه ی = 2s الف( E = 011 21 11-0 cos 1 1/10=1/10v E = NBcosα A t E = NAcosα B t E = NBA cosα t )0( )0( )0( 58
ب( 3 3 E = N Δϕ ϕ E 2 ϕ 1 (t 0t2 2 +0) (t 0t1 1 +0) = 1 = = (8 8+0) (1 1+0) = 1 Δt t 2 t 1 t 2 t 1 2 1 نیروی محرکه القایی در سیم در حال حرکت در میدان مغناطیسی: E = N dϕ E = 1 (3t2 0) E 2 = (12 0) = 8v با توجه به شکل مقابل کاری که انجام می شود تا سیم را باسرعت ثابت در میدان مغناطیسی جابجا کنیم از رابطه زیر بدست می آید: B I d c V W = BI sin 90 dcosα W = BI d cos1 W = BId W = Bqd t از آنجاییکه u = W در نتیجه: مثال 4 در شکل روبرو اگر = 1/0Ω و B = 1/0 و I = 1/0A و cd = 1/2m باشد سرعت انتقال میله) v ( برابر با چند متر بر ثانیه است V = u q Bqd V = V = BvL qt I = ΔV )7( I = BvL 1/0 v 2 1/0= 1/ 1/0 v = 2 m s خودالقایی I A القاگر مولد رئوستا نمونھ ھای از القاگرھا هرگاه جریان گذرنده از یک پیچه تغییرکند مسلما بزرگی میدان مغناطیسی نیز در حلقه های آن تغییر می کند. با تغییر میدان مغناطیسی در هر حلقه تغییرات شار مغناطیسی در آن بوجود می آید. این تغییر شار طبق قانون فارادی باعث بوجود آمدن نیروی محرکه ی القایی در حلقه ها می شود. این نیروی محرکه از بیرون در حلقه ها القا نشده است. در نتیجه به آن نیروی محرکه ی خودالقایی گفته می شود. همانطور که در فصل چهارم دیدیم بزرگی میدان مغناطیسی در اطراف هر حلقه ی حامل جریان با شدت جریان گذرنده از سیم نسبت مستقیم دارد. برای هر شکل دلخواه از سیم می توانیم بنویسیم: B. I برای تبدیل تناسب به تساوی از ضریب تناسب b استفاده می کنیم. در نتیجه B. = bi از طرف دیگر داشتیم: ϕ. = ABcosα پس خواهیم داشت : AbIcosα. ϕ = با استفاده از رابطه ی 3 خواهیم داشت: 59
Δt E = NAbcosα di اگر حاصل ضرب NAbcosα را با L نشان دهیم و آن را ضریب خودالقایی بنامیم خواهیم داشت: E = N dϕ E = N d(abicosα) E = L di )8( E = L Δ I Δt )9( یکای ضریب خودالقایی هانری با نماد ) H ( است. E نیروی محرکه ی القایی در هر لحظه وE نیروی محرکه خودالقایی متوسط بین دو زمان مختلف است. در رابطه ی 8 ΔI di مشتق شدت جریان نسبت به زمان است. در رابطه ی 9 نسبت تغییرات جریان به زمان است. تعریف هانری: یک هانری ضریب خودالقایی پیچه ای است که اگر در مدت یک ثانیه شدت جریان گذرنده از آن به میزان یک آمپر تغییر کند در آن نیروی محرکه خودالقایی یک ولت ایجاد شود. مثال 5 از یک القاگر جریان متغییری با معادله ی I = 0 cos 111πt عبور می کند. اگر ضریب خودالقایی این القاگر 21 میلی هانری باشد معادله ی نیروی محرکه ی خودالقایی را بدست آورید. E = L di E = 21 11-3 ( 0 ( 111sin111πt)) E = 11sin111πt مثال 6 از سیملوله ای به ضریب خودالقایی 1/10 هانری جریان 0 آمپری عبور می کند. اگر در مدت زمان 1/1 ثانیه جریان کاهش یافته ابتدا به صفر و سپس به 0 آمپر در خالف جهت اولیه برسد نیروی محرکه ی خودالقایی متوسط در این مدت چند ولت خواهد بود. به دلیل اینکه جریان 0 آمپر خالف جهت جریان 0 آمپر است در نتیجه عالمت آنها باید مخالف باشد. E = L ΔI E = 5/50 6 ( 4) = 0v Δt 5/1 ضریب خودالقایی سیملوله: سطح مقطع A N حلقه I I داشت : اگر مساحت هر حلقه ی سیملوله را با A نشان دهیم و با توجه به اینکه میدان مغناطیسی روی محور سیملوله عمود بر حلقه های آن است خواهیم B = μ 0NI, α = 0 ϕ = ABcosα ϕ = μ 0NIA E = N dϕ E = N d(μ 0NIA) E = μ on 2 A di 60
با متناظر قرار دادن رابطه ی 8 و رابطه ی فوق به رابطه ی 11 می رسیم: L = μ on 2 A )11( رابطه ی 11 مخصوص سیملوله ی بدون هسته آهنی است. اگر درون سیملوله هسته آهنی قرار دهیم میدان مغناطیسی آن تقویت می شود و ضریب خود القایی سیملوله افزایش می یابد. kμ N 2 A L = o )11( k در رابطه ی 11 تراوایی نسبی مغناطیسی هسته نامیده می شود. مثال 7 سیملوله ای بدون هسته با سطح مقطع 11 سانتی متر مربع و طول 1 متر دارای ضریب خودالقایی 31/0 میلی هانری است. تعداد حلقه های سیملوله را محاسبه کنید. القای متقابل: اگر دو سیم پیچ طوری در نزدیکی یکدیگر قرار گیرند که خطوط میدان تولید شده توسط یکی از حلقه های سیم پیچ سیم پیچ دیگر را قطع کند در سیم پیچ دوم ولتاژی القاء می شود. ولتاژ القاء شده در سیم پیچ دوم در صورت بسته بودن مدارش جریانی به وجود می آورد و می تواند خطوط میدان جدیدی تولید کند. این خطوط میدان سیم پیچ اول را قطع می کند و در آن ولتاژی القاء می نماید که به این عمل القای متقابل گفته می شود. یعنی دو سیم پیچ بر یکدیگر اثر می گذارند. کوپلینگ: حالت قرار گرفتن دو سیم پیچ یا بوبین به نحوه ی ارتباط خطوط میدان تولید شده ارتباط دارد. اصطالحا به ارتباط خطوط میدان دو سیم پیچ مجزا کوپلینگ می گویند. ضریب کوپلینگ یا ضریب کوپالژ: مقدار ولتاژ القایی ناشی از القاي متقابل دو بوبین به وضع قرار گرفتن آنها نسبت به یکدیگر و تعداد خطوط میدانی که ارتباط بین دو بوبین را برقرار می کنند بستگی دارد. درجه ي ارتباط خطوط میدان توسط ضریبی به نام ضریب کوپلاژ بیان می شود. اگر ضریب کوپلاژ یک باشد یعنی مام خطوط میدان سیم پیچ اول توسط سیم پیچ دوم قطع می شود. ضریب کوپلاژ کمتر از یک یعنی همە خطوط میدان توسط سیم پیچ دوم قطع نمی شود. L = μ on 2 A 31/0 11-3 = 0π 11-7 2-0 N 11 11 N 2 = 20 11 0 N = 0111 1 ضریب کوپلینگ یا کوپالژ حداکثر در این شکل اتفاق می افتد زیرا همۀ خطوط میدان توسط سیم پیچ دیگر قطع می شود. در نتیجه ضریب کوپلینگ یک است. ضریب کوپالژ را با حرف K نشان می دهند. کوپالژ سفت و سست: اگر ضریب کوپالژ برابر یک باشد کوپالژ را سفت یا کامل می گویند. اگر ضریب کوپالژ کمتر از یک باشد کوپالژ را ناقص یا سست می گویند. 61
گالوانومتر L 1 L 2 I شکل 5 ١٠ با تغییر جریان عبوری از القاگر L 1 شار مغناطیسی عبوری از القاگر L 2 نیز تغییر می کند. این تغییر شار مغناطیسی یک نیروی محرک ۀ القایی در القاگر L 2 تولید می کند که می توان جریان ناشی از آن را با یک گالوانومتر مشاهده کرد. ضریب القای متقابل: ضریبی است که میزان القای متقابل بین دو بوبین را نشان می دهد. آن را با حرف M نشان می دهند و از رابطۀ زیر بدست می آید: M = K L 1 L 2 )12( مثال 8 دو سیم پیچ با مقادیر مساوی ضریب خودالقایی 0 هانری در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند. اگر ضریب کوپلینگ آنها برابر 1 باشد ضریب القای متقابل آنها را حساب کنید. M = k L 1 L 2 = 6 H انرژی ذخیره شده در القاگر: همانطور که از قبل گفته شد در میدان های مختلف انرژی ذخیره می شود. به عنوان مثال در میدان گرانشی انرژی پتانسیل گرانشی ذخیره میشود. به همین ترتیب می توانیم بگوییم که در میدان مغناطیسی نیز انرژی مغناطیسی ذخیره میشود. مقدار انرژی ذخیره شده در یک القا گر از رابطه ی 12 بدست می آید. U = 1 2 LI 2 )13( مثال 9 ضریب خودالقایی سیملوله ای برابر 1/0 هانری و مقاومت آن برابر 11 اهم می باشد. اگر آن را به یک باتری 9 ولتی وصل کنیم چه مقدار انرژی در آن ذخیره خواهد شد رسم نمودارهای مربوط به القاگر در زمان قطع و وصل جریان: همانطور که گفته شد در زمان قطع و وصل جریان در القاگر نیروی محرکه ی خودالقایی ایجاد می شود که با افزایش و کاهش جریان مخالفت می کند. در نتیجه نمودارهای مربوط به جریان در القاگر به صورت شکل 2 در می آید: U = 1 2 LI2 U = 1 2 1/0 ( 9 11 ) 2 = 1/203J 62
مولد صنعتی جریان متناوب یکی از مزایای جریان متناوب به جریان مستقیم این است که می توانیم به کمک وسیله ی ساده ای به نام ترانسفورماتور ولتاژ آن راکم یازیاد کنیم. همین امر سبب شده است تا توزیع جریان متناوب از محل تولید تا محل مصرف و همچنین استفاده از آن در وسایل برقی خانگی بسیار ساده باشد. با توجه به شکل مقابل مشخص است که وقتی سیم پیچ در میدان مغناطیسی یا آهن ربا داخل یک پیچه می چرخد در اثر تغییر زاویه ی بردارسطح با بردارمیدان مغناطیسی در سیم پیچ تغییرات شار ایجاد می شود و در اثر تغییرات شار در آن نیروی محرکه ی الکتریکی القا می شود. : شکل 3.. ( ) ω : : t ϕ = BA cos ωt ϕ m = BA ϕ = ϕm cos ωt + ϕ max ϕ (wb) t(s) t =0. ϕ max ε = : dϕ ε = NBAωsin ωt ε = NBAω = Nωϕ ε = ε sin ωt N m m m ε (V) + ε max t =0 t(s). ε max I = ε : εm εm I = sin ωt I m = I = Im sin ωt + I max I(A) t(s) t =0 I max : π 2. 63
3- القاى الکترو مغناطیس فیزیک رهنمون مدرس:مسعود دوره ی تناوب: جابجایی زاویه ای: کنیم : به مدت زمان یک دور گردش کامل پیچه در میدان مغناطیسی یا در انواعی از مولد ها آهنربا در میان پیچه دوره ی تناوب می گوییم. دوره تناوب را با حرف نشان می دهیم و یکای آن ثانیه است. بسامد زاویه ای: مقدار زاویه ی طی شده توسط پیچه در مدت یک ثانیه را بسامد زاویه ای می نامیم و آن را با حرف یونانی ω )امگا( نشان می دهیم و واحد آن در SI رادیان بر ثانیه ( rad ) s است. 2π ω = )10( مقدار زاویه ی طی شده توسط پیچه در مدت t را جابجایی زاویه ای می گوییم. با توجه به مفهوم بسامد زاویه ای می توانیم از تناسب زیر استفاده 2π θ = θ t θ = ωt ) 10( 2πt )10( و با استفاده از فرمول )10(: معادالت مربوط به مولد صنعتی جریان تناوب: شار گذرنده از کل حلقه های مولد از رابطه ی 17 بدست می آید: ϕ = NABcos θ )17( با جایگذاری رابطه ی )10( در رابطه ی )17( خواهیم داشت: ϕ = NABcosωt )18( با استفاده از فرمول 18 می توانیم بنویسیم: E = N dϕ = d (NABcosωt) E = NABωsinωt )19( بدلیل اینکه بیشینه ی مقدارsinωt برابر است با 1 پس بیشینه ی مقدار نیروی محرکه از رابطه ی 21 محاسبه می شود. E m = NABω )21( در نتیجه: E = E m sinωt )21( I = E m sinωt )22( E از آنجاییکه جریان الکتریکی از رابطه ی = I بدست می آید پس: و باز هم با توجه به اینکه بیشینه ی سینوس برابر است با 1 پس بیشینه ی مقدار شدت جریان از رابطه ی 23 محاسبه می شود. I m = E m )23( در نتیجه : I = I m sinω t )20( مثال 11 بیشترین نیروی محرکه ی القایی که با زمان به طور تناوبی تغییر می کند برابر 21 ولت است. اگر دوره ی این تغییرات 1/11 ثانیه باشد رابطه ی نیروی محرکه- زمان آن را بنویسید. E m = 21v, = 1/11s ω = 055πt E = E m sinωt E = 21sin211πt 64
3- القاى الکترو مغناطیس فیزیک رهنمون مدرس:مسعود مثال 11 1 معادله ی جریان متناوبی در SI به صورت I = 0sin21πt است. الف( دوره ی جریان را حساب کنید. ب( شدت جریان در لحظه ی t = s چقدر است 01 = 0π ω = 5/1s I = 0sin21πt I = 0sin21π 01 1 = 3/00A الف( با توجه به معادله در می یابیم ω. = 21π پس: ب( رسم نمودار جریان متناوب جهت به آن جریان متناوب گفته می شود. مثال 12 معادله ی نیروی محرکه ی القایی دو سر مقاومت 21 اهمی به صورت E = 111sin111πt است. معادله ی جریان در این مقاومت را بنویسید و نمودار جریان- زمان را در یک دوره رسم کنید. برای رسم یک تابع تناوبی مانند سینوس یا کسینوس معموال آن را در یک دوره تناوب رسم می کنند.برای این کار دوره تناوب را به چهاربخش تقسیم می کنیم و با احتساب نقطه ی 1 = t 0 نقطه را باید پیدا کنیم. I = E I = 111sin111πt 21 I = 0sin111πt همانطور که در شکل 0 می بینید برای رسم نمودار باید مقادیر و I m را داشته باشیم. با توجه به معادله در می یابیم 0A I m = و 111π ω. = در نتیجه: I = I m sin 2πt t = 1 I=I m sin1=1 )1 t = t 2π I = I 0 0 msin = I msin π = I 2 m )2 2π t = 2 = I = I 2 0 2 msin = I msinπ = 1 )3 2π 3 0 t = 3 I = Im sin = I 0 msin 3π = I 2 m )0 = 0π ω = 1 05 s t = 0 0 = I = Im sin 2π = I m sin2π=1 )0 حال این 0 نقطه را بر روی یک دستگاه مختصات پیدا کرده و آنها را توسط یک منحنی سینوسی به هم وصل می کنیم. همانطور که در شکل مقابل مالحظه می کنید شدت جریان در نیم دوره ی تناوب مثبت است و در نیم دوره ی تناوب دیگر منفی است. به همین 65
n 2 + 0 نکته ی - با توجه به نمودار شکل 0 اولین باری که جریان و نیروی محرکه بیشینه می شوند در 2 0 است. زمان های بعدی از رابطه ی بدست می آید که n از یک شروع می شود. مثال 13 نمودار تغییرات شار مغناطیسی گذرنده از سطح یک پیچه که شامل 211 حلقه است و در یک میدان مغناطیسی یکنواخت به شدت 1/0 تسال با دوره ی ثابت می چرخد به صورت شکل مقابل است. اگر مساحت سطح هر حلقه 11 سانتی متر مربع باشد و بیشینه ی نیروی محرکه ی القا شده در دو سر آن 10 ولت باشد لحظه ی t 1 چند ثانیه است ε m = NABω 15 = 200 10 3 0.5ω ω = 150 rad = 1 25 s t 1 = + = 5 1 = 0.05 s 4 4 25 مبدلها: یکی از امتیازهای مهم توزیع توان الکتریکی ac بر dc آن است که افزایش و کاهش ولتاژ ac بسیار آسانتر از dc است. در انتقال توان در فاصلههای دور میخواهیم تا حد امکان از ولتاژ هرچه باالتر و جریان هرچه کمتری استفاده کنیم این کار اتالف I 2 را در خطهای انتقال کم میکند و میتوان از سیمهای نازکتری استفاده و در مصرف مواد اولیه صرفهجویی کرد. خطهای انتقال توان الکتریکی بهطور معمول از ولتاژهای در حدود ٤00 کیلوولت استفاده میکنند )شکل 4 18 (. از طرف دیگر مالحظات ایمنی و الزامات عایقبندی در ساخت وسایل خانگی و صنعتی ولتاژهای به نسبت پایینتری را ضروری میکند. ولتاژ استاندارد برای سیمکشی خانگی در ایران و بسیاری از کشورهای دیگر 220 V است. تبدیل ولتاژ مورد نیاز با استفاده از مبدلها صورت میگیرد. s خطوط انتقال ولتاژ باال مبدل کاهنده مبدل کاهنده مبدل افزاینده قبل از انتقال توان الکتریکى از نیروگاه ها مبدل هاى افزاینده ولتاژ را تا حدود 400 کیلوولت افزایش مى دهند. در انتهاى مسیر مبدل هاى کاهنده ولتاژ را کاهش مى دهند تا با امنیت بیشتر به محل مصرف برسد. 12kV 400kV 8kV ٢٢٠V V ١ )ولتاژ ورودی( N ١ )دور( N 2 )دور( V 2 )ولتاژ خروجی( شکل 4 19 مبدلی شامل دو پیچه با تعداد دورهای متفاوت را نشان می دهد که به دور یک هسته آهنی )فرومغناطیس نرم( پیچیده شده اند )پیچه ها نسبت به هسته عایق بندی شده اند(. در عمل پیچه اولیه با N 1 دور به یک مولد جریان متناوب بسته شده است که ولتاژ آن V 1 است. پیچه ثانویه با N 2 دور به مصرف کننده ای وصل شده است که ولتاژ V 2 را تأمین کند. برای یک مبدل آرمانی که مقاومت پیچه های آن ناچیز است رابطه زیر برقرار است: هسته آهنى یک مبدل آرمانى شامل دو پیچه که روى یک هسته آهنى پیچیده شده است V 2 N = 2 V N 1 1 ) 4 ) 10 66
فیزیک 3- القاى الکترومغناطیس ترانسفورماتور در مصارف خانگی و صنعتی بهتر است که با ولتاژ پایین سروکار داشته باشیم. ولی برای انتقال برق بهتر است که ولتاژ باال باشد زیرا با افزایش ولتاژ و با فرض ثابت بودن توان با توجه به رابطه ی P = VI شدت جریان کاهش می یابد و با کاهش شدت جریان نیز با توجه به رابطه ی P = I 2 توان تلف شده در کابل های انتقال برق کاهش می یابد. پس نیاز به وسیله ای داریم که ولتاژ را هنگام انتقال افزایش دهد و هنگام مصرف کاهش دهد. این وسیله ترانسفورماتور نامیده می شود. ترانسفورماتورها به دو دسته ی افزاینده و کاهنده تقسیم می شوند. ترانسفورماتورهای افزاینده برای افزایش ولتاژ و کاهنده برای کاهش ولتاژ به کار می روند. عموما ترانسفورماتورها دارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه هستند که پیچه ی اولیه به منبع تغذیه و پیچه ی ثانویه به مصرف کننده یا کابل های انتقال متصل می شود. در ترانسفورماتورهای افزاینده تعداد حلقه های پیچه ی اولیه کمتر از پیچه ی ثانویه است و در ترانسفورماتورهای کاهنده برعکس. هرگاه شدت جریان در سیم پیچ اولیه تغییر کند بنا به خاصیت القای متقابل در سیم پیچ ثانویه یک جریان القایی بوجود می آید. وقتی به سیم پیچ اولیه جریان متناوب متصل شود در اثر تغییرات جریان در پیچه ی اولیه در اطراف آن میدان مغناطیسی متغیری ایجاد می شود که این میدان مغناطیسی متغییر از پیچه ي دوم می گذرد و باعث تغییرات شار در آن می شود که این تغییرات شار در پیچه ي ثانویه نیز جریان القایی ایجاد می کند. با فرض ثابت بودن توان و چشم پوشی از اتالف انرژی )ترانسفورماتور ایده آل( می توانیم بنویسیم: برای جلوگیری از اتالف انرژی در ترانسفورماتور باید نکات زیر را رعایت کنیم: 1- مقاومت پیچه ها کم باشد. 2- قاب ترانسفورماتور را از ورقه های عایق پوش شده می سازند تا در آن جریان ایجاد نشود. 3- شکل قاب طوری باشد که تمام شار مغناطیسی حاصل از پیچه ی اول از پیچه ی دوم بگذرد. V 1 N 2 P 1 = P 2 V 1 I 1 = V 2 I 2 V = )20( 2 N 1 67