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變壓器有那些基礎知識

  變壓器有那些基礎知識

變壓器幾乎在所有的電子產品中都要用到,它原理簡單但根據不同的使用場合(不同的用途)變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。變壓器的功能主要有:電壓變換;阻抗變換;隔離;穩壓(磁飽和變壓器)等,變壓器常用的鐵心形狀一般有E型和C型鐵心。

一、變壓器的基本原理

當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時,導線中就有交變電流I1并產生交變磁通ф1,它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2,同時ф1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢E1,E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近,從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗,并且變壓器本身也有一定的損耗,盡管此時次級沒接負載,初級線圈中仍有一定的電流,這個電流我們稱為“空載電流”。

如果次級接上負載,次級線圈就產生電流I2,并因此而產生磁通ф2,ф2的方向與ф1相反,起了互相抵消的作用,使鐵心中總的磁通量有所減少,從而使初級自感電壓E1減少,其結果使I1增大,可見初級電流與次級負載有密切關系。當次級負載電流加大時I1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持鐵心里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗,可以認為一個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據需要通過改變次級線圈的圈數而改變次級電壓,但是不能改變允許負載消耗的功率。

二、變壓器的損耗

當變壓器的初級繞組通電后,線圈所產生的磁通在鐵心流動,因為鐵心本身也是導體,在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢,這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產生電流,好象一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線,這些銅導線存在著電阻,電流流過時這電阻會消耗一定的功率,這部分損耗往往變成熱量而消耗,我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。

由于變壓器存在著鐵損與銅損,所以它的輸出功率永遠小于輸入功率,為此我們引入了一個效率的參數來對此進行描述,η=輸出功率/輸入功率。

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