电力变压器

在电气和电子系统中，电力变压器是最有用的电机之一。电力变压器可以增加或减少交流电压或电流的大小。这是广泛使用交流电而不是直流电的主要原因。变压器没有任何运动部件。因此，它的效率非常高，高达 99%，而且结构非常坚固耐用。

电力变压器

变压器或电力变压器是一种静态交流电机，它可以改变交流电压或交流电流的水平，而不会改变电源的频率。

典型的变压器由两个绕组组成，即初级绕组和次级绕组。这两个绕组通过一个公共磁路相互连接，以在它们之间传输电能。

变压器工作原理

变压器的工作原理基于互感原理，该原理指出，当一个线圈的变化磁场链接到另一个线圈时，第二个线圈中会产生 EMF。

当交流电压 V₁ 施加到初级绕组时，交流电流流过它并产生交变磁通量。该变化的磁通量流过变压器的铁芯并链接到次级绕组。根据法拉第电磁感应定律，由于初级绕组变化的磁通量的链接，在次级绕组中会产生 EMF E₂。如果通过连接负载闭合次级绕组电路，则次级绕组中感应出的 EMF E₂ 会导致次级电流 I₂ 流过负载。

虽然初级绕组变化的磁通量也与初级绕组本身有关。因此，由于其自​​身的电感效应，在初级绕组中会感应出 EMF E₁。 E₁ 和 E₂ 的值可以通过以下公式给出，

$$\mathrm{\mathit{E_{\mathrm{1}}}\:=\:-\mathit{N_{\mathrm{1}}}\frac{\mathit{d\phi }}{\mathit{dt}}}$$

$$\mathrm{\mathit{E_{\mathrm{2}}}\:=\:-\mathit{N_{\mathrm{2}}}\frac{\mathit{d\phi }}{\mathit{dt}}}$$

其中 N₁ 和 N₂ 分别是初级绕组和次级绕组的匝数。

取 E₂ 和 E₁ 的比率，我们得到，

$$\mathrm{\frac{\mathit{E_{\mathrm{2}}}}{\mathit{E_{\mathrm{1}}}}\:=\:\frac{\mathit{N_{\mathrm{2}}}}{\mathit{N_{\mathrm{1}}}}}$$

此表达式称为变压器的变压比。变压比取决于初级和次级绕组的匝数。这意味着输出电压的大小取决于初级和次级绕组的相对匝数。

如果 N₂ > N₁，则 E₂ > E₁，即变压器的输出电压大于输入电压，这样的变压器称为设置变压器。另一方面，如果 N₁ > N₂，则 E₁ > E₂，即输出电压小于输入电压，这样的变压器称为降压变压器。

从变压器的电路图中，我们可以看到初级和次级之间没有电连接，而是借助磁场连接起来。因此，变压器使我们能够将交流电能以磁方式从一个电路传输到另一个电路，从而改变电压和电流水平。

要点

请注意以下有关变压器的要点 −

• 变压器的运行基于电磁感应原理。

• 变压器不会改变频率，即输入电源和输出电源的频率保持不变。

• 变压器是静态电机，这意味着它没有任何运动部件。因此，它的效率非常高。

• 变压器不能使用直流电，因为它是电磁感应机。

• 初级和次级绕组之间没有直接的电连接。交流电通过磁通量从初级传输到次级。