ट्रांसफार्मर कैलकुलेटर
आदर्श और वास्तविक ट्रांसफार्मर के लिए घुमाव अनुपात (turns ratio), द्वितीयक वोल्टेज (secondary voltage), प्राथमिक और द्वितीयक करंट, प्रतिबाधा परिवर्तन (impedance transformation), और दक्षता की गणना करें।
गणना का विकल्प (Solve For)
सामान्य ट्रांसफार्मर प्रकार और अनुपात
| अनुप्रयोग (Application) | प्राथमिक वोल्टेज (Vp) | द्वितीयक वोल्टेज (Vs) | घुमाव अनुपात (Np:Ns) |
|---|---|---|---|
| मुख्य बिजली आपूर्ति (यूरोप) | 230 V | 12 V | ≈ 19:1 (स्टेप-डाउन) |
| मुख्य बिजली आपूर्ति (अमेरिका) | 120 V | 12 V | 10:1 (स्टेप-डाउन) |
| ग्रिड वितरण (Grid Distribution) | 11,000 V | 230 V | ≈ 48:1 (स्टेप-डाउन) |
| ऑडियो आउटपुट (8 Ω स्पीकर) | 5,000 Ω लोड | 8 Ω | ≈ 25:1 (प्रतिबाधा मिलान) |
| डोरबेल ट्रांसफार्मर | 120/230 V | 8–24 V | परिवर्तित (स्टेप-डाउन) |
| माइक्रोवेव ओवन (HV) | 120/230 V | ~2,000 V | ≈ 1:9 (स्टेप-अप) |
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
घुमाव अनुपात N = Np/Ns होता है। वोल्टेज का संबंध Vs/Vp = Ns/Np = 1/N है। करंट का संबंध Is/Ip = Np/Ns = N है (एक आदर्श ट्रांसफार्मर के लिए)। यदि N > 1 है, तो यह वोल्टेज कम करने वाला (Step-Down) ट्रांसफार्मर है; यदि N < 1 है, तो यह वोल्टेज बढ़ाने वाला (Step-Up) ट्रांसफार्मर है।
द्वितीयक वोल्टेज Vs = Vp × (Ns/Np) = Vp / N होता है। उदाहरण के लिए, 10:1 घुमाव अनुपात वाले 230 V प्राथमिक वोल्टेज से Vs = 230/10 = 23 V प्राप्त होता है। 1:10 घुमाव अनुपात वाले स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के लिए Vs = 230 × 10 = 2300 V प्राप्त होता है।
एक ट्रांसफार्मर द्वितीयक प्रतिबाधा को प्राथमिक में इस प्रकार परावर्तित करता है: Zp = (Np/Ns)² × Zs = N² × Zs। इसका उपयोग प्रतिबाधा मिलान (impedance matching) में किया जाता है ताकि अधिकतम शक्ति का हस्तांतरण हो सके। उदाहरण के लिए, 10:1 ट्रांसफार्मर के माध्यम से जुड़ा 8 Ω का लोड प्राथमिक सर्किट के लिए 8 × 100 = 800 Ω के रूप में दिखाई देता है।
ट्रांसफार्मर की दक्षता η = (आउटपुट पावर / इनपुट पावर) × 100% = (Vs × Is) / (Vp × Ip) × 100% होती है। वास्तविक ट्रांसफार्मर में कोर नुकसान (कोर में चुंबकीय और भंवर धारा नुकसान) और तांबे के नुकसान (वाइंडिंग प्रतिरोध के कारण उत्पन्न ऊष्मा) होते हैं। विशिष्ट बड़े ट्रांसफार्मर 95–99% कुशल होते हैं।
आदर्श ट्रांसफार्मर समीकरण (Ideal Transformer Equations)
एक आदर्श (दक्षता = 100%) ट्रांसफार्मर के लिए: Vs/Vp = Ns/Np और Ip/Is = Ns/Np। इसका अर्थ है कि इनपुट पावर आउटपुट पावर के ठीक बराबर होती है: Vp × Ip = Vs × Is। वोल्टेज में वृद्धि होने पर करंट उसी अनुपात में घटता है — इस प्रकार ऊर्जा संरक्षण का नियम लागू रहता है।
वास्तविक ट्रांसफार्मर हानियां (Real Transformer Losses)
वास्तविक ट्रांसफार्मर पूरी तरह से कुशल नहीं होते हैं। कोर नुकसान (लोहा नुकसान) हिस्टैरिसीस और भंवर धाराओं (eddy currents) के कारण होता है। तांबा नुकसान (वाइंडिंग्स का I²R प्रतिरोध नुकसान) प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग्स में करंट प्रवाहित होने से गर्म होने के कारण होता है। कुल दक्षता: η = Pout / Pin = (Pout) / (Pout + Losses) होती है।
- घुमाव अनुपात वोल्टेज के स्टेप-अप या स्टेप-डाउन होने को निर्धारित करता है।
- करंट का मान घुमाव अनुपात के व्युत्क्रमानुपाती होता है (आदर्श मामले में)।
- प्रतिबाधा घुमाव अनुपात के वर्ग (N²) से परिवर्तित होती है।
- ऑटो-ट्रांसफार्मर एक ही वाइंडिंग का उपयोग करते हैं — अधिक कुशल परंतु विद्युत आइसोलेशन नहीं देते।