文档介绍：普通电路3
2. 磁路的欧姆定律
为了使较小的励磁电流产生足够大的磁感应强度（或磁通），通常把电机、变压器等元件中的磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率要高很多，因此，磁通的绝大部分经过为空载运行，如图5-10所示。这时副绕组中的电流i2＝0，开路电压用u20表示。原绕组中通过的电流为空载电流i10，各量的参考方向如图5-10所示。图中N1为原绕组的匝数，N2为副绕组的匝数。
由于副绕组开路，这时变压器的原绕组电路相当于一个交流铁心线圈电路，通过的空载电流i10就是励磁电流，且产生磁动势i10 N1，此磁动势在铁心中产生的主磁通Ф通过闭合铁心，既穿过原绕组，也穿过副绕组，于是在原绕组和副绕组中分别感应出电动势e1和e2。e1及e2与Ф的参考方向之间符合右手螺旋定则（见图5-10）时，由法拉第电磁感应定律可得
由于铁心线圈电阻R上的电压降iR和漏磁通电动势eơ都很小，均可忽略不计，故原、副绕组中的电动势e1和e2的有效值近似等于原、副绕组上电压的有效值，即
②电流变换
如果变压器的副绕组接上负载，则在副绕组感应电动势e2的作用下，副绕组将产生电流i2。这时，原绕组的电流将由i10增大为i1，。副绕组电流i2越大，原绕组电流i1也就越大。由副绕组电流i2产生的磁动势i2N2也要在铁心中产生磁通，即这时变压器铁心中的主磁通应由原、副绕组的磁动势共同产生。
由U1＝E1＝，在原绕组的外加电压（电源电压U1）和频率f不变的情况下，主磁通Фm基本保持不变。因此，有负载时产生主磁通的原、副绕组的合成磁通势（i1N1＋i2N2）应和空载时产生主磁通的原绕组的磁通势i0N1基本相等，用公式表示，即
i1N1＋i2N2＝i10N1
如用相量表示，则为
这一关系称为变压器的磁动势平衡方程式。
③阻抗变换作用
变压器除了有变压和变流的作用外，还有变换阻抗的作用，以实现阻抗匹配。图5-12 （a）所示的变压器原绕组接电源u1，副绕组的负载阻抗模为|Z|，对于电源来说，图中虚线框内的电路可用另一个阻抗模|Z’|来等效代替，如图5-12（b）所示。所谓等效，就是它们从电源吸取的电流和功率相等，即接在电源上的阻抗模|Z’|和接在变压器副绕组的负载阻抗模|Z|是等效的。当忽略变压器的漏磁和损耗时，等效阻抗可通过下面计算得出。
原、副绕组电压比Ku（又称匝数比）不同时，负载阻抗模|Z|折算到原绕组的等效阻抗模|Z’|也不同。通过选择合适的电压比Ku，可以把实际负载阻抗模变换为所需的、比较合适的数值，这就是变压器的阻抗变换作用。在电子电路中，为了提高信号的传输功率，常用变压器将负载阻抗变换为适当的数值，即阻抗匹配。
2. 变压器的额定值
（1）额定电压U1N和U2N
额定电压是根据变压器的绝缘强度和允许温升而规定的正常工作电压有效值，单位为V或kV。
（2）额定电流I1N和I2N
额定电流是指变压器长期工作时，根据其允许温升而规定的正常工作电流有效值，单位为A。
（3）额定容量SN
变压器的额定容量SN是指变压器副绕组U2N和I2N的乘积，单位为VA或kVA。
（4）额定频率fN
额定频率fN是指变压器应接入的电源频率。我国电力系统工业用电的标准频率为50Hz。
（5）额定温升τN
变压器的额定温升τN是指在基本环境温度（＋40℃）下，规定变压器在连续运行时，允许变压器的工作温度超出环境温度的最大温升。
3 变压器的外特性及效率
（1）变压器的外特性
当变压器原绕组电压U1和负载功率因数cosφ2一定时，副绕组电压U2随负载电流I2变化的曲线称为变压器的外特性，用U2＝f（I2）表示。图5-14画出了变压器的两条外特性曲线。对于电阻性和电感性负载来说，外特性曲线是稍向下倾斜的，感性负载的功率因数越低，U2下降得越快。
从空载到额定负载，变压器外特性的变化程度可用电压变化率ΔU来表示，即
当负载变化时，通常希望电压U2的变化愈小愈好，在—般变压器中，其电阻和漏磁感抗均很小，电压变化率较小，电力变压器的电压变化率一般在5％左右，而小型变压器的电压变化率可达20％。
（2）变压器的效率
变压器的效率通常用输出功率P2与输入功率P1之比来表示，即
4. 变压器绕组的极性
（1）绕组的极性及同名端的概念
绕组的极性是指绕组在任意瞬时两端产生的感应电动势的瞬时极性，它总是从绕组的相对瞬时电位的低电位端（常用符号“－”来表示）指向高电位端（常用符号“＋”来表示）。两个磁