變壓器的原理是什麼?

變壓器工作原理


　　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）中便産生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（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。
　　一、變壓器的制作原理：
　　在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。
　　二、分類
　　按冷卻方式分類：幹式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發冷卻）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）、環型變壓器、金屬箔變壓器。
　　按電源相數分類：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、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈衝變壓器。
　　三、電源變壓器的特性參數
　　工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。
　　額定功率
在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規定溫升的輸出功率。
　　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，這部分電流稱爲空載電流。空載電流由磁化電流（産生磁通）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産生的損耗（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。
四、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數
　　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爲U0，當輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時的頻率範圍，稱爲變壓器的通頻帶B。
　　初、次級阻抗比
變壓器初、次級接入適當的阻抗Ro和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱爲初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態，傳輸效率最高。
五、低頻變壓器的技術參數
　　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表示。如電源變壓器的主要技術參數有：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是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。
　　電壓比：
變壓器兩組線圈圈數分別爲N1和N2，N1爲初級，N2爲次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會産生感應電動勢。當N2>N1 時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱爲升壓變壓器：當N2
式中n 稱爲電壓比(圈數比) 。當n<1 時，則N1>N2 ，V1>V2 ，該變壓器爲降壓變壓器。反之則爲升壓變壓器。

　
圖片參考：http://www.go-gddq.com/upload/2005_05/050528223717301.jpg


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你都可以參考其他免費資料
http://www.tyai.tyc.edu.tw/am/mtkao/file/ec/e2/ei06.pdf
http://www.go-gddq.com/show.aspx?id=385345&cid=186
http://www.dzsc.com/data/html/2008-2-19/60664.html

1、變壓器的製作原理：

在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能線上圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。

2、在電路中，變壓器表示符號為：

圖片參考：http://big5.jiangxi.gov.cn:82/gate/big5/www.jxdii.gov.cn/zwga/UploadFiles_2372/200702/2007213121014310.gif

3 、技術參數：

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表示。如電源變壓器的主要技術參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能，對於一般低頻變壓器的主要技術參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁遮罩和靜電遮罩、效率等。

a 、電壓比：

變壓器兩組線圈圈數分別為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<N1 時，其感應電動勢低於初級電壓，這種變壓器稱為降變壓器。初級次級電壓和線圈圈數間具有下列關係。



圖片參考：http://big5.jiangxi.gov.cn:82/gate/big5/www.jxdii.gov.cn/zwga/UploadFiles_2372/200702/2007213121016683.gif


式中n 稱為電壓比(圈數比) 。當n<1 時，則N1>N2 ，V1>V2 ，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。
b 、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


圖片參考：http://big5.jiangxi.gov.cn:82/gate/big5/www.jxdii.gov.cn/zwga/UploadFiles_2372/200702/2007213121018727.gif

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 等於輸入功率P1 時，效率η 等於100%，變壓器將不產生任何損耗。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熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。由於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生感應電流，由於此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，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係，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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