变压器的原理简易
基本原理一个简单的单相变压器由两块导电体组成。当其中一块导电体有一些不定量的电流 (如交流电或脉冲式的直流电) 通过，便会产生变动的磁场。根据电磁的互感原理，这变动的磁场会使第二块导电体产生电势差。假如第二块导电体是一条闭合电路的一部份，那麽该闭合电路便会产生电流。电力于是得以传送。在通用的变压器中，有关的导电体是由 (多数为铜质的) 电线组成的线圈，因为线圈所产生的磁场要比一条笔直的电线大得多。变压器无法完成以下工作： · 把直流电转换为交流电，或把交流电转换为直流电 · 变更直流电的电压或电流 · 变更交流电的频率 · 把单相电流转为多相电流 定律以下两条电学定律与变压器有关： 1. 根据能量守恒定律，变压器输出的功率不能超越输入它的功率。 2. 根据欧姆定律，变压器的负载所消耗的功率等于流经它的电流与其抵受的电压的乘积。 由于变压器遵守这两条定律，它不会是放大器。如果处在变压器两方的电压有所不同，那麽流经变压器两方的电流也会不同，而两者的差距则成反比。如果变压器一方的电流比另一方小，那电流较小的一方会有较大的电压；反之亦然。然而，变压器两方所消耗的功率 (即一方的电压和电流两值相乘) 应是相等的。电压和电流比例假设现在有一变压器以 25:2 的电流转变比率运行，而双方的功率皆为 50 瓦。根据欧姆定律，可以确定以下两点： 1. 如果输入方的电流是 25 安培，则其电压应为 2 伏特。 2. 输出方的电流按比例应为 2 安培，而其电压则为 25 伏特。 至于变压器两方之间的电流或电压比例，则取决于两方电路线圈的圈数。圈数较多的一方电压较高但电流较小，反之亦然。如果撇除泄漏等因素，变压器两方的电压比例相等于两方的线圈圈数比例，亦即电压与圈数成正比。以算式表示如下： 在算式中： · Vp是输入方的电压； · Vs是输出方的电压； · Np是输入方的线圈圈数； · Ns则是输出方的电流圈数。 变压器的这个性质使它成为转换电压的重要设备。另外，撇除泄漏的因素，变压器某一方 (线圈) 的电压可以从以下算式求得： E = 4.44 * F * n * a * b 在算式中： · E是流经该线圈的电压的方根均值； · F是电流的频率 (单位为赫兹)； · n是线圈的圈数； · a是线圈内空间 (铁芯) 的切面面积； · b是通过线圈内空间 (铁芯) 的磁力。该值是以每单位面积计算，而面积的单位与变量 a 相同。 · 常数值 4.44 是为了使算式结果对应于计算出来的单位而设。 日常生活中的变压器变压器在日常生活中以很多形态存在。原理相同、构造相近的变压器可以嵌在小型麦克风之中以连接不同的电路，也可以处理数以百万千瓦计的电功率并联系多个为整个国家供电的大型输电网。如果以能够处理的电功率来区别，变压器可以分为以下类别： · 一瓦以下：讯号变压器、不同级电路之间的连接器； · 一千瓦以下：小型变压器、灯丝变压器、音讯输出埠变压器； · 一百万瓦以下：中型变压器。在这个类别中较大型者可能以油压驱动； · 一百万瓦以上：大型变压器，用于变电站、耗电量大的用者、发电厂和电力运输。 如果以线圈的圈数和接触性质来区别，变压器可以分为以下类别： · 升压器：输出方线圈圈数较多； · 降压器：输入方线圈圈数较多； · 分隔器：输入和输出方的线圈圈数大致相同。在现实之中，输出方的线圈圈数会略多于输入方以抵销能量的散失。 · 可变量变压器：输入和输出方的线圈圈数均是可变的，使变压器能改变电压比例而毋需进行重新接驳。这种变压器的输入和输出方不一定是不相连接的，例如一些用于调校电压的自动变压器。 这四种变压器的输入方或输出方线圈均可设有多个接头，以供使用者选择不同的电压比例。在这情况下，使用者需要把电线拔出变压器并重新接驳以改变电压比例。
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