如何理解理想变压器

Question

请各位指点，我有几个问题：
1.理想变压器的原线圈所处的电路中，变压器的原线圈此时相当于是这个电源的一个负载，变压器的输入电压U1在理想情况下等于原线圈的感应电动势E1.为什么老师说它们2个的图象相差 一个相。它们不是相等吗？这两个有矛盾吗？
2.原线圈所处的电路中，原线圈感应的电动势和电源的一样，且方向相反，但为什么通过线圈的磁通量却不是0？
3.理想变压器的电路中，副线圈电路如果断开，为什么原线圈电路电流也为 0，原线圈电路不是构成了有电源的回路吗？
4.交流电路中，交流电源可不可以等效成电压为交流电源有效值的直流电源？如果不可以，请说说应该如何理解交流电路中的有效值。

Answer 1

1、首先要明白什么是理想变压器？为什么要定义理想变压器？我不知道你们老师是如何定义的。我是这样认为的：在电路中的变压器，他只承担改变电压和百分之一百传送功率，本身没有功率的消耗。这种变压器，我们定义为理想变压器。为什么要这样定义他？主要是把问题简单化，使很多的物理关系理想化，让学生便于理解。
2、在一个闭合电路中，应该有电源、导线和负载组成，才会有电流流过。在这个理想的直流回路中，我们往往定义：电源没有内阻，导线没有电阻，只有负载（纯电阻）。这样计算起来不是要简单多了吗？
3、在交流回路中，有纯电阻、纯电感和纯电容三种负载存在。如果此时，有一个交流电压加在这个负载上面。其结果会如何呢？当然你会说有电流产生。但是，在纯电阻负载上产生的电流，其矢量方向与电压矢量方向一致（电角度为0度）。而在纯电感负载上产生的电流，其矢量方向滞后电压矢量90度。在纯电容负载上产生的电流，其矢量方向超前电压矢量90度。反过来我们如何定义电阻性、电感性和电容性的负载性质呢？就是按矢量的电角度为基准的。
4、电流在电阻上的消耗的定义为有功功率，而在电感或电容消耗的是无功功率，他实际是不做有效功的。
如果你理解了上面的准备知识。下面的就好办了。
5、交流电压加在变压器的原线圈上，原线圈没有电阻，只有电感，没有有功消耗，E1=U1。他们有相位差。端电压矢量E1（在E字上要打个点）滞后外加电压U1（也要打点）矢量180度。这也符合对电抗（由纯电感组成的阻抗）的理解。电抗的特性是你（外加电压）要增加电压量，我是反抗你增加。反之也是。
6、感应电势与电源电压虽然数值相等，但他们是有方向的物理量。是不能抵消的。正因为有了外加电压，在铁心中产生了磁通，再由这个磁通在线圈中感应出滞后的感应电压。怎么可能没有磁通呢。没有因，那来的果呢。
7、交流电有《峰值》、《平均值》和《有效值》之分。有效值是以做功来定义的。他是以直流做功（I直^2*R)相当于交流做功(I交^2*R)来定义这个I交的,这个I交就是有效值。

Answer 2

如何理解理想变压器：
1、理想变压器定义：理想变压器是一个端口的电压与另一个端口的电压成正比，且没有功率损耗的一种互易无源二端口网络。它是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。
2、理想变压器的理想化条件：
（1）无漏磁通，即Φs1=Φs2=0，耦合系数K=1，为全耦合，故有Φ11=Φ21，Φ22=Φ12。
（2）不消耗能量（即无损失），也不贮存能量。
（3）初、次级线圈的电感均为无穷大，即L1→∞，L2→∞，但为有限值。证明如下：；即在全耦合（K=1）时，两线圈的电感之比，是等于其匝数平方之比，亦即每个线圈的电感都是与自己线圈匝数的平方成正比。
（4）因有K=1，L1→∞，L2→∞，故有M→∞。
满足以上四个条件的耦合电感称为理想变压器。可见理想变压器可认为是耦合电感的极限情况。即K=1，L1→∞，L2→∞，M→∞的情况，它纯粹是一种变化信号的传输电能的元件，但它与耦合电感在本质上已不同了。耦合电感是依据电磁感应原理工作的，是动态元件，需要三个参数L1，L2，M来描述；而理想变压器已没有了电磁感应的痕迹，是静态元件，只需要一个参数n来描述。。理想变压器是电路的基本无源元件之一。工程实际中使用的铁心变压器，在精确度要求不高时，均可用理想变压器作为它的电路模型来进行分析与计算。
简而言之，理想变压器就是无磁损无铜损无铁损的变压器。
5、理想变压器有两个基本性质：
（1）理想变压器既不消耗能量，也不储存能量，在任一时刻进入理想变压器的功率等于零，即p=u1i1+u2i2=nu2i1+u2ni1
此式说明从初级进入理想变压器的功率，全部传输到次级的负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。
（2）当理想变压器次级端接一个电阻R时，初级的输入电阻为n2R。
U1：U2=N1：N2（理想变压器电压之比与线圈匝数成正比）
I1：I2=N2：N1（理想变压器电流之比与线圈匝数成反比）

Answer 3

①理想变压器是一个端口的电压与另一个端口的电压成正比，且没有功率损耗的一种互易无源二端口网络。它是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。