變壓器工作原理
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舷蒲,其中接電源的繞組叫初級線圈耸袜,其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓阿纤、電流和阻抗句灌。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成夷陋。
鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合欠拾。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯(lián)系骗绕,線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成藐窄。一個線圈接交流電源稱為初級線圈(或原線圈),另一個線圈接用電器稱為次級線圈(或副線圈)酬土。實際的變壓器是很復雜的荆忍,不可避免地存在銅損(線圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應線)等撤缴,為了簡化討論這里只介紹理想變壓器刹枉。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原屈呕、副線圈的電阻微宝,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)虎眨。例如電力變壓器在滿載運行時(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況蟋软。
變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器镶摘。當變壓器的原線圈接在交流電源上時,鐵心中便產(chǎn)生交變磁通岳守,交變磁通用φ表示凄敢。原、副線圈中的φ是相同的湿痢,φ也是簡諧函數(shù)涝缝,表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知譬重,原俊卤、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt害幅。式中N1消恍、N2為原、副線圈的匝數(shù)以现。由圖可知U1=-e1狠怨,U2=e2(原線圈物理量用下角標1表示,副線圈物理量用下角標2表示)邑遏,其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ佣赖、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2记盒,稱變壓器的變比憎蛤。由上式可得U1/U2=-N1/N2=-k,即變壓器原纪吮、副線圈電壓有效值之比俩檬,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π碾盟。