変圧器の巻数比とは？
変圧器の巻数比とは、一次巻線の巻数（\(N_p\)）と二次巻線の巻数（\(N_s\)）の関係を表す値です。理想的な変圧器では、この巻数比が一次電圧と二次電圧の比に等しくなります。だからこそ、いくつかの値が分かっていれば、この計算ツールで残りの値を求めることができるのです。基本となる関係式は $$N_p/N_s = V_p/V_s = I_s/I_p$$ です。
このツールの使い方
まず一次電圧（\(V_p\)）と二次電圧（\(V_s\)）を入力してください。巻数比がすぐに表示され、その変圧器が昇圧型か降圧型かも判定します。さらに必要に応じて、一次巻数（\(N_p\)）を入力すれば必要な二次巻数（\(N_s\)）を、一次電流（\(I_p\)）を入力すれば二次電流（\(I_s\)）を計算できます。
計算式の解説
巻数比は \(a = V_p/V_s\) で表されます。比が 1 より大きい場合、二次電圧は一次電圧より低くなり、降圧変圧器となります。逆に比が 1 より小さい場合は出力電圧のほうが高くなり、昇圧変圧器です。電力は保存される（理想変圧器では \(V_p \cdot I_p = V_s \cdot I_s\)）ため、電流は電圧と反比例して変化します。すなわち、二次電流は \(I_s = I_p \times a\)、二次巻数は \(N_s = N_p / a\) となります。
計算例
\(V_p = 240\ \text{V}\)、\(V_s = 12\ \text{V}\)、\(N_p = 1000\) 巻、\(I_p = 0.5\ \text{A}\) としましょう。巻数比は $$a = 240 / 12 = 20{:}1\ (\text{降圧})$$ になります。二次巻数は $$N_s = 1000 / 20 = 50\ \text{巻}$$ です。二次電流は $$I_s = 0.5 \times 20 = 10\ \text{A}$$ となります。電圧の低い二次側では、その分だけ大きな電流が流れることが分かります。
よくある質問
昇圧変圧器にも使えますか？ はい、使えます。一次電圧を二次電圧より小さく入力すれば（例：120 V から 480 V）、巻数比は 1 より小さくなり、昇圧であることが分かります。
なぜ二次電流のほうが一次電流より大きくなるのですか？ 入力電力と出力電力は等しいため、電圧が下がると、その積を一定に保つように電流が大きくならなければならないからです。
損失のある実際の変圧器にも対応していますか？ ここでの計算式は、結合率 100% の損失のない理想変圧器を前提としています。実際の変圧器にはわずかな効率損失がありますが、巻数比は設計時の見積もりとして十分に役立ちます。
