文档介绍：变压器之电磁感应摘要本文主要对变压器中所应用到的主要的物理知识即电磁感应进行简单介绍。分为变压器简介、变压器工作原理、变压器的应用三个部分。关键词变压器、电磁感应原理、电压变换、电流变换、阻抗变换前言变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心(磁芯)。在电器设备和无线电路中,常用作升降电压、匹配阻抗,安全隔离等。变压器的种类很多,在生活中的应用也十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。有了变压器,人们的生活变得方便。变压器几乎在所有的电子产品中都要用到,它原理简单但根据不同的使用场合(不同的用途)变压器的绕制工艺会有所不同的要求。主要内容变压器的结构变压器由铁心和绕组两个基本部分组成,如图1所示,在一个闭合的铁心上套有两个绕组,绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。~,绕组一般采用绝缘铜线或铝线绕制,其中与电源相连的绕组称为原绕组(或称为原边、初级);与负载相连的绕组称为副绕组(或称为副边、次级)。按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式变压器。心式变压器的铁心被绕组包围,而壳式变压器的铁心则包围绕组。u1i1N2N1u2ZL(a)(b)(1)空载运行和电压变换如图2所示,将变压器的原边接在交流电压上,副边开路,这种运行状态称为空载运行。此时副绕组中的电流=0,电压为开路电压,原绕组通过的电流为空载电流,电压和电流的参考方向如图所示。图中为原绕组的匝数,为副绕组的匝数。e1u1i10N1e2u20N2¦µ图2变压器的空载运行副边开路时,通过原边的空载电流就是励磁电流。磁动势在铁心中产生的主磁通Φ既穿过原绕组,也穿过副绕组,于是在原、副绕组中分别感应出电动势和。且和与Φ的参考方向之间符合右手螺旋定则,由法拉第电磁感应定律可得:和的有效值分别为:式中f为交流电源的频率,Φm为主磁通的最大值。如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的压降时,可认为原、副绕组上电动势的有效值近似等于原、副绕组上电压的有效值,即:因此:由上式可见,变压器空载运行时,原、副绕组上电压的比值等于两者的匝数之比,K称为变压器的变比。若改变变压器原、副绕组的匝数,就能够把某一数值的交流电压变为同频率的另一数值的交流电压当原绕组的匝数比副绕组的匝数多时,K>1,这种变压器为降压变压器;反之,当的匝数少于的匝数时,K<1,为升压变压器。(2)负载运行和电流变换如图3所示,变压器的原绕组接交流电压,副绕组接上负载ZL,这种运行状态称为负载运行。这时副边的电流为,原边电流由增大为,且略有下降,这是因为有了负载后,、会增大,原、副绕组本身的内部压降也要比空载时增大,使副绕组电压比低一些。因为变压器内部压降一般小于额定电压的10%,因此变压器有无负载对电压比的影响不大,可以认为负载运行时变压器原、副绕组的电压比仍然基本上等于原、副绕组匝数之比。e1u1i10N1e2u