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变压器的基础知识

发布时间:2024-01-02 19:10:43 作者: 半岛全站入口

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  最简单的变压器能描述为升压或降压的东西。在升压变压器中,输出电压升高,而在降压变压器中,输出电压降低。升压变压器会降低输出电流,降压变压器会增加输出电流,以保持系统的输入和输出功率相等。

  变压器绝大多数都是一种电压控制装置,大范围的使用在交流电力的分配和传输。变压器的想法首先由迈克尔法拉第在1831年讨论,并被许多其他著名的科学学者发扬光大。然而,使用变压器的一般目的是在非常高的电压下产生的电力和在非常低的电压下完成的消耗之间保持平衡。

  变压器是用于电能传输的设备,传输电流为交流电。变压器通常用于在不改变电路之间交流频率的情况下增加或降低电源电压。变压器根据电磁感应和互感应的基础原理工作。

  变压器用于发电电网、配电部门、输电和电能消耗等所有的领域。目前变压器有多种类型,可根据以下性质进行分类;

  壳式变压器:初级和次级绕组之间的磁链是通过空气。绕在非磁条上的线圈或绕组。

  铁芯变压器: 绕组绕在堆叠在一起的多个铁板上,为产生磁通提供了完美的联动路径。

  自耦变压器: 它只有一个绕组缠绕在叠片铁芯上。初级和次级共用同一个线圈。

  配电变压器: 大多数都用在家用配电线路,专为承载低电压而设计。它非常易于安装,并且具有低磁损耗的特点。

  保护变压器: 它们用于组件保护目的。在电路中,必须保护某些元件免受电压波动等影响。

  变压器铁芯上通常有两个线圈初级线圈和次级线圈。铁心叠片以条带的形式连接。两个线圈具有高互感。当交流电通过初级线圈时,它会产生一些变化的磁通量。根据法拉第电磁感应定律,磁通量的这种变化会在次级线圈中感应出电动势(电动势),该次级线圈与具有初级线圈的铁芯相连。这是互感。

  上图显示了在载流导线周围形成的磁力线。包含磁通线的平面的法线平行于导线横截面的法线。

  上图显示了绕线周围不同磁通量线的形成。有趣的是,反过来也是如此,当磁力线围绕一根导线波动时,会在其中感应出电流。这就是迈克尔法拉第在 1831 年发现的,它是发电机与变压器的基本工作原理。

  铁芯充当变压器中绕组的支撑。它还为磁通量的流动提供了低磁阻路径。如下图所示,绕组缠绕在铁芯上。它由层压软铁芯组成,以减少变压器中的损耗。工作电压、电流、功率等因素决定了核心组成。磁芯直径与铜损成正比,与铁损成反比。

  铜的高电导率可最大限度地减少变压器中的损耗,因为当电导率增加时,电流阻力会降低。

  变压器需要绝缘以将绕组彼此分开并避免短路。这有利于相互感应。绝缘剂对变压器的耐久性和稳定能力有影响。

  形成的通量是正弦波。它上升到最大值 Φ m并减小到负最大值 Φ m。因此,通量在四分之一周期内达到最大值。所用时间等于 T/4。

  通过以上介绍显而易见,变压器就是是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,在电气设备中起到升降电压的作用,并且还有匹配阻抗、安全隔离等功能。

  目前变压器的应用也是非常的广泛,而作为常用的电子元器件之一,变压器也通常被应用于微型集成电路上面。