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變壓器基本原理

          

          


          

          
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 一、理想變壓器的原理 
          理想變壓器的兩個基本公式是： 
          （1）U1/U2=N1/N2 ，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數成正比。 
          （2）P入=P出，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。雖然變壓器從原理上講是這樣的 

          制作變壓器的原理： 在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。   

          簡單講變壓器原理： 
          不妨拆開一個廢舊的收音機中的變壓器。可以看到，變壓器里面主要是一塊鋼鐵周圍繞著兩組銅線。這塊鋼鐵稱為鐵芯，它是用軟磁材料做的。銅線稱為線圈，其中一組用來連接輸入電流，稱為初級線圈（N1），另一個連接后面的用電器，稱為次級線圈（N2）。 

          如果N1通過一個交流電，那么它就會產生一個變換的磁場H，這樣，鐵芯處于磁場中會被磁化，產生變換的磁矩M。磁矩和磁場的和稱為磁通B。可以想象初級線圈通過交流電后會在鐵芯中產生來回變化的磁力線。 

          另一方面，次級線圈N2也是套在鐵芯上的。根據電磁感應原理我們又知道，N2中間的面積中磁力線的變化一定會在N2中感生一個感應電壓。如果N2后面接著用電器，那么N2中就會流過電流。這樣，通過鐵芯內部的變化的磁力線，電就從初級線圈傳到了次級線圈。 

          變壓器初級和次級線圈的電壓和電流大小有固定的關系：電壓和線圈的匝數成正比，而電流和匝數的平方成反比。這樣，通過變壓器，就實現了電壓和電流的變換。 

          變壓器原理雖然簡單，但是變壓器的形式卻多種多樣，大變壓器可重達數十噸，而小變壓器比鈕扣還小。  

          二、變壓器的分類： 
          分類按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發冷卻）變壓器。 
          按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。 
          按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環型變壓器、金屬箔變壓器。 
          按電源相數分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。按用途分類：電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。 

          變壓器的主要部件有： 
          (1)器身：包括鐵心、繞組、絕緣部件及引線。 
          (2)調壓裝置：即分接開關，分為無勵磁調壓和有載調壓 
          (3)油箱及冷卻裝置。 
          (4)保護裝置：包括儲油柜、安全氣道、吸濕器、氣體繼電器、凈油器和測溫裝置等。 
          (5)絕緣套管。 

          三、變壓器參數 
          1、工作頻率    變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。2、額定功率    在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規定溫升的輸出功率。3、額定電壓    指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規定值。4、電壓比   指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別。5、空載電流    變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。6、空載損耗    指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。7、效率     指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。8、絕緣電阻    表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。 

          電壓比：   
              變壓器兩組線圈圈數分別為N1 和N2 ，N1 為初級，N2 為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端 就會產生感應電動勢。當N2>N1 時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2<N1 時，其感應電動勢 低于初級電壓，這種變壓器稱為降變壓器。初級次級電壓和線圈圈數間具有下列關系。  

          雖然理想變壓器原理上不會有損耗，其實還是有的 
          當變壓器的輸出功率P2 等于輸入功率P1 時，效率η 等于100%，變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。  
              銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。  
              變壓器的鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。  
              變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。            		

          

          


          

          
出處： 作者：網絡文摘 

          

          


          

          
 

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