備忘録19 変圧器（トランスフォーマー）
ダウントランスや昇圧器などと呼ぶ変圧器は、ファラデーが発明した法則によるもの。
変 圧 器 （ ト ラ ン ス フ ォ ー マ ） は 高 す ぎ る 電 圧 や 低 す ぎ
る 電 圧 を 、 必 要 と す る 電 圧 に 変 換 す る 交 流 電 圧 の
変 換 装 置 で す 。
こ れ は 1 8 3 1 年 に フ ァ ラ デ ーが 発 見 し た 電 気 の 法 則 で す 。
こ こ で 電 磁 誘 導と は 磁 場 と 導 体 が 相 対 的 に 動 い て い る と き 、 そ の 導体 に 起 電 力 が 生 じ る 現 象 の こ と で す 。
つ ま り 左図の よ う に そ れ ぞ れ 独 立 し た コ イ ル L1、 しL2が 鉄 心
に 巻 か れ て い る 場 合 、 直 流 電 源 に つ な が れ た ス イ ッ チ
S W を on,offす る と 、 二 次 側 の L2 に 電 圧 が 発 生 す ると い う も の で す 。
こ れ が 、 フ ァ ラ デ ー の 相 互 誘 導 作 用で す 。
た だ し 、 こ の 場 合 に 電 圧 が 発 生 す る の は 、 スイッチを on 、 off し た と き だ け で す 。
つ ま り 、 入 力電 流 が 急 激 に 変 化 し た と き だ け L E D が 一 瞬 点 灯 する の で す 。
次 に 、 今 度 は 右図 の よ う に 直 流 の 代 わり に 交 流 電 圧 を 加 え て みます。
交 流 は 時 間 の 経 過 と と も に 変 化 す る 交 番電 流 のため 、 直 流 を オ ン オ フ し 続 け る の と 同 じ 効 果が 得 ら れ ま す 。
つ ま り コ イ ルl2 に は 連 続 的 な 交 流 電圧 が 出 力 さ れ ま す 。
こ れ が 変 圧 器 の 動 作 原 理 で す 。
次 に こ れ は ト ラ ン ス の 入 出 力 電 圧 と巻 き 線 比 を 表 し た も の で あ り 、 こ こ で は 一 次 側 と 二次 側 は 上記の数式 の よ う な 関 係 と な り ま す 。
こ の 場 合 、 鉄損 や 銅 損 が な い 理 想 の 変 圧 器 だ と す る と 一 次 コ イ ル に供 給 さ れ る 電 圧 と 電 流 の 積 は 一 次 側 に 誘 起 さ れ る 電圧 と 電 流 の 積 に 等 し く な り 、 両 者 間 に は 上記の 式 の 関 係
が 成 り 立 ち ま す 。
し か し 、 実際には変 圧 器 に は 必 ず 巻 線 が ある の で 巻 線 に よ る 銅 損 が 、 ま た 鉄 心 を 使 っ て い る の で鉄 損 が 発 生 し 、 そ れ ら は す べ て 電 力 損 と な り ま す 。
上図 は そ れ ら の 関 係 を 表 し た も の で す 。
下の図は 変 圧 比 と 入 出 力 電 圧 の 関 係 を 表 し た も の です
こ こ で は 降 圧 接 続 と 昇 圧 接 続 を そ れぞ れ 取 り 上 げ て い ま す