變壓器知識之補充變壓器工作原理
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變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。
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。
2.理想變壓器
不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗，
其間耦合系數(shù) K=1 的變壓器稱之為理想變壓器
描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為
e1(t) = -N1 d φ/dt
e2(t) = -N2 d φ/dt
若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化，
則有
不計鐵芯損失，根據(jù)能量守恒原理可得
由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系
令 K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比），則
二.變壓器的結(jié)構(gòu)簡介
1.鐵芯
鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度分別為 0.35 mm\0.3mm\0.27 mm，
表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成
鐵芯分為鐵芯柱和橫片倆部分，鐵芯柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用
鐵芯結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種
2.繞組
繞組是變壓器的電路部分，
它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成
變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理，現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當一次側(cè)繞組上加上電壓Ú1時，流過電流Í1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通Ø1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢É1，É2，感應(yīng)電勢公式為：E=4.44fNØm
式中：E--感應(yīng)電勢有效值
f--頻率
N--匝數(shù)
Øm--主磁通最大值
由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同，感應(yīng)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），這個電流稱為激磁電流。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，一部分為激磁電流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。當電流乘以匝數(shù)時，就是磁勢。
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。 變壓器技術(shù)參數(shù) 對不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示.如電源變壓器的主要技述參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能，對于一般低頻變壓器的主要技述參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等.
A.電壓比
變壓器兩組線圈圈數(shù)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(chǎn)生感應(yīng)電動勢.當N2>N1時，其感應(yīng)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 U1/U2=N1/N2
式中n稱為電壓比(圈數(shù)比).當n<1時，則N1>N2，U1>U2，該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器. 另有電流之比I1/I2=N2/N1
電功率P1=P2
注意上面的式子只在理想變壓器只有一個副線圈時成立
當有兩個副線圈時P1=P2+P3,U1/N1=U2/N2=U3/N3,電流則須利用電功率的關(guān)系式去求,有多個時依此推類 B.變壓器的效率
大功率高壓配電變壓器
在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即
η=(P2÷P1)x100%
式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率。
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(chǎn)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(chǎn)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(fā)熱時，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p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(nèi)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(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)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(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。
C.變壓器的功率
變壓器鐵芯磁通和施加的電壓有關(guān)。在電流中勵磁電流不會隨著負載的增加而增加。雖然負載增加鐵芯不會飽和，將使線圈的電阻損耗增加，超過額定容量由于線圈產(chǎn)生的熱量不能及時的散出，線圈會損壞，假如你用的線圈是由超導(dǎo)材料組成，電流增大不會引起發(fā)熱，但變壓器內(nèi)部還有漏磁引起的阻抗，但電流增大，輸出電壓會下降，電流越大，輸出電壓越低，所以變壓器輸出功率不可能是無限的。假如你又說了，變壓器沒有阻抗，那么當變壓器流過電流時會產(chǎn)生特別大電動力，很容易使變壓器線圈損壞，雖然你有了一臺功率無限的變壓器但不能用。只能這樣說，隨著超導(dǎo)材料和鐵芯材料的發(fā)展，相同體積或重量的變壓器輸出功率會增大，但不是無限大！
