無(wú)論在生活中還是工程應用中,變壓器都非常常見(jiàn),變壓器原理相信對于理工科的人來(lái)說(shuō),也知道個(gè)大概。本文從通俗的角度說(shuō)說(shuō)變壓器原理。
簡(jiǎn)單的說(shuō),變壓器原理就是電磁感應原理,也就是“動(dòng)電生磁,動(dòng)磁生電”的過(guò)程。

如圖所示:跟電源連接的線(xiàn)圈叫原線(xiàn)圈,也叫初級線(xiàn)圈,跟負載連接的線(xiàn)圈叫副線(xiàn)圈,也叫次級線(xiàn)圈,兩線(xiàn)圈由絕緣導線(xiàn)繞制,鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。
一變壓器原理
在初級線(xiàn)圈中輸入均勻變化的電壓U1時(shí),流過(guò)的電流為I1,就會(huì )在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?,這個(gè)磁通稱(chēng)為主磁通,在它作用下,兩側繞組分別感應電勢é1、é2。
感應電勢公式為:E=4.44fN?m
式中:
E--感應電勢有效值
f--頻率
N--匝數
?m--主磁通最大值
由于二次繞組與一次繞組匝數不同,感應電勢E1和E2大小也不同,當略去內阻抗壓降后,電壓ú1和ú2大小也就不同。
當變壓器二次側空載時(shí),一次側僅流過(guò)主磁通的電流(í0),這個(gè)電流稱(chēng)為勵磁電流。當二次側加負載流過(guò)負載電流í2時(shí),也在鐵芯中產(chǎn)生磁通,力圖改變主磁通,但一次電壓不變時(shí),主磁通是不變的,一次側就要流過(guò)兩部分電流,一部分為勵磁電流í0,一部分為用來(lái)平衡í2,所以這部分電流隨著(zhù)í2變化而變化。
上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢平衡作用,變壓器就是通過(guò)磁勢平衡作用實(shí)現了一、二次側的能量傳遞。
二變壓器的功能
根據電磁感應原理的計算公式,忽略變壓器的轉換損耗,那么

01電壓變換
根據公式推導
所以變壓器的原邊電壓和副邊電壓與匝數成正比,如此實(shí)現電壓的變換功能。當匝數比為1時(shí),U1=U2,由于初級線(xiàn)圈與次級線(xiàn)圈電氣隔離,如此實(shí)現了電氣隔離功能。
01電流變換
根據公式推導

所以變壓器的原邊電壓和副邊電壓與匝數成反比,如此實(shí)現電流的變換功能,典型應用就是電流互感器。
03阻抗變換
根據公式推導

所以變壓器的原邊阻抗和副阻抗與匝數的平方成正比,如此實(shí)現阻抗的變換功能。
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