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變壓器的工作原理
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作者:pro8fc350
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發(fā)布時間: 2018-11-19
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變壓器的工作原理
變壓器利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器
輸送的電能的多少由用電器的功率決定.
分類 按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、
變壓器原理
氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。
按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。
按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。
電源變壓器的特性參數(shù) 工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據(jù)使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。
額定功率
在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。
額定電壓 指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。
電壓比
指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區(qū)別。
空載電流
變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。
空載損耗
指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。
效率
指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。
絕緣電阻 表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。
低頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù) 頻率響應 指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。
通頻帶 如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。
變壓器原理
初、次級阻抗比 變壓器初、次級接入適當?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態(tài)，傳輸效率最高。
低頻變壓器的技術參數(shù) 對不同類型的變壓器都有相應的技術要求，可用相應的技術參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技術參數(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術參數(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。
變壓器原理
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)生感應電動勢。當N2>N1 時，其感應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
n=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。
變壓器的效率：
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
式中&eta 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&eta 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系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。
變壓器利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器
輸送的電能的多少由用電器的功率決定.
分類 按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、
變壓器原理
氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。
按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。
按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。
電源變壓器的特性參數(shù) 工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據(jù)使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。
額定功率
在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。
額定電壓 指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。
電壓比
指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區(qū)別。
空載電流
變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。
空載損耗
指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。
效率
指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。
絕緣電阻 表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。
低頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù) 頻率響應 指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。
通頻帶 如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。
變壓器原理
初、次級阻抗比 變壓器初、次級接入適當?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態(tài)，傳輸效率最高。
低頻變壓器的技術參數(shù) 對不同類型的變壓器都有相應的技術要求，可用相應的技術參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技術參數(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術參數(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。
變壓器原理
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)生感應電動勢。當N2>N1 時，其感應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
n=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。
變壓器的效率：
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
式中&eta 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&eta 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系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。
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