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[分享] 变压器工作原理详解-变压器如何改变交流电压或电流的大小

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资源大师勋章

发表于 2019-1-5 12:53:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 tiankai001 于 2019-1-5 12:55 编辑



此内容由EEWORLD论坛网友tiankai001原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处





变压器是一种很常见的电子元器件,我们都知道变压器可以改变交流电压或者交流电流的大小。那么,变压器改变交流电压或者交流电流大小的原理是什么呢?今天我们就来了解一下。
变压器是一个能把交流电的电压升高或降低而保持频率不变的器件。交流电比直流电应用广泛,其中一个重要原因就是交流电可以通过变压器来改变电压,这样,一方面交流电可以符合各种不同电压要求的电路;另一方面,高压的电流可以进行远距离传输,减少电力损耗。



一、变压器的结构
变压器的结构如下图所示,从图中可以看出两组相距很近又相互绝缘的线圈就构成了变压器。变压器主要由绕组和铁芯组成。绕组通常由漆包线(在表面涂油绝缘层的导线)或纱包线绕制而成,与输入信号连接的绕组称为一次绕组(或称为初级绕组),输出信号的绕组称为二次绕组(或称为次级绕组)。

二、工作原理
变压器是利用电-磁和磁-电转换原理工作的。如下图所示。当变压器初级绕组接上交流电源时,初级绕组就有交流电流通过,并产生磁场;磁场的磁感沿着导磁良好的铁芯穿过次级绕组。有磁感线穿过二次绕组,那么二次绕组马上产生感应电动势,此时二次绕组相当于一个电源。由于二次绕组与电阻R连接成闭合电路,二次绕组就有交流电流输出并流过电阻R。

变压器的一次绕组进行电-磁转换,而二次绕组进行磁-电转换。
当一个交流电流(具有某一已知频率)流过变压器中的其中一组绕组时,另外的一组(或者多组)线圈中将感应出具有相同频率的交流电压。通常情况下,把连接高压交流电源的绕组称为一次绕组,跨于此线圈两端的电压被称为“一次电压”或“初级电压”;而把链接负载的绕组称为二次绕组,该线圈中感应的电压则被称为“次级电压”。
次级线圈两端的感应电压是由一次线圈与二次线圈之间的匝数比决定的,因此在次级线圈两端的感应电压可能大于,也可能小于一次电压,这也就是变压器有升压变压器和降压变压器的原因。
大部分的变压器均有固定的铁芯,其上饶有初级与次级线圈,基于磁性材料的高导磁性,大部分磁通量局限在铁芯(或磁芯)里。因此,两组线圈就可以获得相当高程度的磁耦合,在一些变压器中,线圈与铁芯二者紧密结合,其初级与次级电压的比值几乎与二者的线圈匝数比相同,因此,变压器的匝数比,一般可作为变压器升压或降压的参考数值。
当变压器初级绕组的电源电压一定时,通过改变匝数比,就能得到不同的输出电压。这就是变压器的电压变换功能。
二、变压器的功能
变压器可以改变交流电压的大小,也可以改变交流电流的大小。
1、改变交流电压
变压器既可以升高交流电压,也可以降低交流电压。在忽略电能损耗的情况下,变压器一次电压U1,二次电压U2,一次绕组匝数N1,二次绕组匝数N2的关系为:
U1/U2=N1/N2=n。
n就是常说的匝数比或电压比。有上面的公式可以得出以下结论:
1)当二次绕组匝数多于一次绕组匝数时,二次电压就会低于一次电压,变压器可以降低交流电压,故电压比n>1的变压器称为降压变压器。
2)当二次绕组匝数少于一次绕组匝数时,二次电压就会高于一次电压,变压器可以提升交流电压,故电压比n<1的变压器称为升压变压器。
3)当二次绕组匝数等于一次绕组匝数时,二次电压就会等于一次电压,这种变压器虽然不能改变电压大小,但能对一、二次电路进行电气隔离。所以n=1的变压器常用作隔离变压器。

2、改变交流电流
变压器不但能改变交流电压的大小,而且能改变交流电流的大小。由于变压器对电能损耗很少,可以忽略不计,所以可认为变压器的输入功率P1与输出功率P2相等。
P1=P2
U1*I1=U2*I2
U1/U2=I2/I1
从上面的式子可知,变压器的一、二次电压与一、二次电流成反比.若提升了二次电压,就会使二次电流减小;降低二次电压,二次电流就会增大。




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版主

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发表于 2019-1-5 15:22:19 | 显示全部楼层
讲地好
http://shop34182318.taobao.com/


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一粒金砂(初级)

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发表于 2019-1-5 15:30:14 | 显示全部楼层
谢谢资料分享


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一粒金砂(初级)

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发表于 2019-1-7 08:35:34 | 显示全部楼层
学习


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宇宙尘埃

发表于 2019-1-7 21:58:36 | 显示全部楼层
讲的不错!


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