一張原理圖讓我們可以很直觀的學習變壓器的工作原理,變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,,主要構(gòu)件是初級線圈,、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換,、電流變換,、阻抗變換、隔離,、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等,。
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,,其中接電源的繞組叫初級線圈,,其余的繞組叫次級線圈。
無論在生活中還是工程應用中,,變壓器都非常常見,,變壓器原理相信對于理工科的人來說,也知道個大概。本文從通俗的角度說說變壓器原理,。
簡單的說,,變壓器原理就是電磁感應原理,也就是“動電生磁,,動磁生電”的過程,。
如圖所示:跟電源連接的線圈叫原線圈,也叫初級線圈,,跟負載連接的線圈叫副線圈,,也叫次級線圈,,兩線圈由絕緣導線繞制,,鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。
一
變壓器原理
在初級線圈中輸入均勻變化的電壓U1時,,流過的電流為I1,,就會在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?,這個磁通稱為主磁通,,在它作用下,,兩側(cè)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(shù)?
?????m--主磁通最大值
?
由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同,,感應電勢E1和E2大小也不同,當略去內(nèi)阻抗壓降后,,電壓ú1和ú2大小也就不同,。?
當變壓器二次側(cè)空載時,一次側(cè)僅流過主磁通的電流(í0),,這個電流稱為勵磁電流,。當二次側(cè)加負載流過負載電流í2時,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,主磁通是不變的,,一次側(cè)就要流過兩部分電流,,一部分為勵磁電流í0,一部分為用來平衡í2,,所以這部分電流隨著í2變化而變化,。
上述的平衡作用實質(zhì)上是磁勢平衡作用,變壓器就是通過磁勢平衡作用實現(xiàn)了一,、二次側(cè)的能量傳遞,。
二
變壓器的功能
根據(jù)電磁感應原理的計算公式,忽略變壓器的轉(zhuǎn)換損耗,那么
??????
01
電壓變換
根據(jù)公式推導
?
所以變壓器的原邊電壓和副邊電壓與匝數(shù)成正比,,如此實現(xiàn)電壓的變換功能,。當匝數(shù)比為1時,U1=U2,,由于初級線圈與次級線圈電氣隔離,,如此實現(xiàn)了電氣隔離功能。
02
電流變換
根據(jù)公式推導
所以變壓器的原邊電壓和副邊電壓與匝數(shù)成反比,,如此實現(xiàn)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(jù)公式推導
所以變壓器的原邊阻抗和副阻抗與匝數(shù)的平方成正比,,如此實現(xiàn)阻抗的變換功能,。
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