理想变压器是电力工程中一个重要的理论模型，其定义和特性如下：

一、基本定义

理想变压器是一种假设不存在任何能量损耗的理想化变压器，其核心特征包括：

无损耗：

无铜损（导线电阻损耗）、铁损（磁芯损耗）和漏磁损耗；

全耦合：

不存在漏磁，即次级线圈完全耦合于初级线圈；

自感无穷大：

初级和次级线圈的自感系数趋近于无穷大，等效为理想耦合电感。

二、核心特性

电压与电流关系

- 输入电压与输出电压成正比，满足变压关系：

$$\frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2} = n$$

其中，$N_1$ 和 $N_2$ 分别为初级和次级线圈匝数，$n$ 为变比。

功率守恒

- 输入功率等于输出功率，效率为100%：

$$P_1 = P_2 \Rightarrow U_1I_1 = U_2I_2$$

由于无损耗，瞬时功率始终为零：

$$U_1I_1 + U_2I_2 = 0$$。

阻抗变换

- 输入阻抗与输出阻抗满足：

$$Z_1Z_2 = N_2^2/N_1^2$$

其中，$Z_1$ 和 $Z_2$ 分别为初级和次级阻抗。

三、工作原理

基于电磁感应定律，初级线圈中的交流电流产生磁场，穿过次级线圈产生感应电动势，从而实现电压变换。由于无损耗，能量完全传递至次级。

四、实际应用与意义

理想变压器是实际变压器的理想化抽象，主要用于：

理论分析：简化电路计算（如功率、电压匹配）；

实际设计：作为基准模型对比实际变压器性能。

总结

理想变压器通过无损耗、全耦合和无限自感的假设，提供了电压与电流转换的精确数学模型，是电力系统分析的基础工具。