理想變壓器計算器

輸入計算

初級電壓 Vp（V）

初級匝數 Np

次級匝數 Ns

初級電流 Ip（A）— 選填

數學公式

Show calculation steps (2)

1. Turns Ratio

   

   ratio = Np / Ns

2. Secondary Current

   

   Is = Ip times Np / Ns

結果

次級電壓 Vs

60

伏特

匝數比（Np/Ns）	2
次級電流 Is	4 A

什麼是理想變壓器？

理想變壓器是真實變壓器的一種無損耗模型：假設所有磁通量都同時連結兩組繞組，且不存在電阻、漏磁或鐵芯損耗。在這個前提下，輸入功率等於輸出功率，電壓與電流之間的關係完全由兩組繞組的匝數比決定。本計算器即依據標準的變壓器關係式，求出次級電壓、匝數比與次級電流。

理想變壓器：一次側與二次側繞組透過共用磁芯耦合。

如何使用本計算器

輸入初級電壓（Vp）、初級匝數（Np）與次級匝數（Ns）。若想同時得出次級電流，可另外填入初級電流（Ip）。按下計算，即可看到次級電壓、匝數比 \(\text{Np}/\text{Ns}\) 以及次級電流 \(I_s\)。

公式解析

核心方程式為 \(\text{Vp}/V_s = \text{Np}/\text{Ns} = I_s/\text{Ip}\)。電壓與匝數成正比變化：次級繞組匝數越多，電壓越高（升壓）；匝數越少，電壓越低（降壓）。而電流的變化方向恰好相反，因為功率（\(V \times I\)）守恆。因此：

$$V_s = \text{Vp} \cdot \frac{\text{Ns}}{\text{Np}}$$，且 $$I_s = \text{Ip} \cdot \frac{\text{Np}}{\text{Ns}}$$。

電壓與匝數成正比，而電流與匝數比成反比。

實例演算

一組 120 V 電源接到 \(\text{Np} = 100\)、\(\text{Ns} = 50\) 的變壓器，初級側電流 \(\text{Ip} = 2\ \text{A}\)。匝數比為 \(100/50 = 2\)。次級電壓為 \(120 \times 50/100 = 60\ \text{V}\)（降壓）。次級電流為 \(2 \times 100/50 = 4\ \text{A}\)。值得注意的是，初級功率 \(120 \times 2 = 240\ \text{W}\) 等於次級功率 \(60 \times 4 = 240\ \text{W}\)，正符合理想變壓器的特性。

常見問題

這適用於真實的變壓器嗎？本工具採用理想（無損耗）模型。真實變壓器因銅損與鐵損，效率低於 100%，因此實際輸出會略低於計算值。

匝數比代表什麼？匝數比 \(\text{Np}/\text{Ns}\) 大於 1 表示降壓變壓器；小於 1 則表示升壓變壓器。

為什麼電壓下降時電流會上升？因為功率守恆：電壓降低多少倍，電流就會相對提高同樣的倍數。