變壓器被定義為通過電磁感應(yīng)過程將電能從一個(gè)電路傳遞到另一個(gè)電路的無源電氣裝置。它最常用于增加(“升壓”)或降低(“降壓”)電路之間的電壓水平。

變壓器工作原理

變壓器的工作原理很簡(jiǎn)單。兩個(gè)或多個(gè)繞組(也稱為線圈)之間的互感允許電能在電路之間傳遞。下面將進(jìn)一步詳細(xì)解釋這一原則。

變壓器的理論

假設(shè)你有一個(gè)由交流電源提供的繞組(也稱為線圈)。通過繞組的交流電在繞組周圍產(chǎn)生不斷變化的交變磁通。

如果另一個(gè)繞組靠近這個(gè)繞組，這個(gè)交變磁通的一部分將與第二個(gè)繞組連接。由于磁通在其振幅和方向上不斷變化，因此在第二繞組或線圈中必須有一個(gè)不斷變化的磁通鏈接。

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在第二繞組中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。如果這個(gè)次級(jí)繞組的電路閉合，那么電流將流過它。這就是變壓器的基本工作原理。

讓我們用電學(xué)符號(hào)來幫助形象化。從電源接收電力的繞組稱為“初級(jí)繞組”，這是“第一線圈”。

由于互感而產(chǎn)生所需輸出電壓的繞組通常被稱為“次級(jí)繞組”。這是“第二線圈”。

使初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的電壓升高的變壓器被定義為升壓變壓器。反之，降低初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間電壓的變壓器被定義為降壓變壓器。

變壓器是提高還是降低電壓水平取決于變壓器初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的相對(duì)匝數(shù)。如果初級(jí)線圈上的匝數(shù)比次級(jí)線圈上的匝數(shù)多，電壓就會(huì)降低(降壓)。如果初級(jí)線圈的匝數(shù)少于次級(jí)線圈的匝數(shù)，電壓就會(huì)增加(升壓)。

雖然上面的變壓器圖在理論上是可行的，但在一個(gè)理想的變壓器中，它不是很實(shí)用。這是因?yàn)樵诼短飙h(huán)境中，第一個(gè)線圈產(chǎn)生的通量只有很小一部分會(huì)與第二個(gè)線圈相連。因此，流經(jīng)連接到次級(jí)繞組的閉合電路的電流將非常小(并且難以測(cè)量)。

磁鏈的變化率取決于與第二繞組相連的磁鏈的數(shù)量。所以理想情況下，幾乎所有初級(jí)繞組的磁通都應(yīng)該與次級(jí)繞組相連。這是有效地和高效地完成了使用鐵芯型變壓器。這為兩個(gè)繞組提供了一個(gè)共同的低磁阻路徑。

變壓器鐵心的目的是提供一個(gè)低磁阻路徑，通過該路徑，初級(jí)繞組產(chǎn)生的最大磁通通過并與次級(jí)繞組相連。

當(dāng)變壓器接通時(shí)，最初通過變壓器的電流稱為變壓器涌流。

變壓器部件及結(jié)構(gòu)

變壓器的三個(gè)主要部分:變壓器一次繞組，變壓器磁芯，變壓器二次繞組

變壓器一次繞組:當(dāng)它連接到電源時(shí)就會(huì)產(chǎn)生磁通量。

變壓器磁芯:由初級(jí)繞組產(chǎn)生的磁通量，將通過與次級(jí)繞組相連的低磁阻路徑并形成閉合磁路。

變壓器二次繞組:初級(jí)繞組產(chǎn)生的磁通通過鐵芯，與次級(jí)繞組連接。這個(gè)繞組也纏繞在同一個(gè)鐵芯上，并提供所需的變壓器輸出。