變壓器原理

變壓器利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器

輸送的電能的多少由用電器的功率決定。

Satons變壓器主要應用電磁感應原理來工作。具體是：當變壓器一次側施加交流電壓U1，流過一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會產生交變磁通，使一次繞組和二次繞組發生電磁聯繫，根據電磁感應原理，交變磁通穿過這兩個繞組就會感應出電動勢，其大小與繞組匝數以及主磁通的最大值成正比，繞組匝數多的一側電壓高，繞組匝數少的一側電壓低，當變壓器二次側開路，即變壓器空載時，一二次端電壓與一二次繞組匝數成正比，即U1/U2=N1/N2,但初級與次級頻率保持一致，從而實現電壓的變化。

按冷卻方式分類：乾式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發冷卻）變壓器。

按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環型變壓器、金屬箔變壓器。

按電源相數分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

按用途分類：電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈衝變壓器。

工作頻率

變壓器鐵芯損耗與頻率關係很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。

額定功率

在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規定溫升的輸出功率。

額定電壓

指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大於規定值。

電壓比

指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別。

空載電流

變壓徠器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對於50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等於磁化電流。

空載損耗

指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。

效率

指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常同體積下，變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。

變壓器是一種靜止的電氣設備。它是根據電磁感應的原理，將某一等級的交流電壓和電流轉換成同頻率的另一等級電壓和電流的設備。作用：變換交流電壓、交換交流電流和變換阻抗。

對不同類型的變壓器都有相應的技術要求，可用相應的技術參數表示。如電源變壓器的主要技術參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能。對於一般低頻變壓器的主要技術參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。電壓比：

變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產生感應電動勢。當N2>N1 時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器；當N2

n=N1/N2

式中n 稱為電壓比(圈數比)。當n>1 時，則N1>N2 ，U1>U2 ，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。

變壓器的效率：

在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即

式中η 為變壓器的效率；P1 為輸入功率，P2 為輸出功率。

當變壓器的輸出功率P2 等於輸入功率P1 時，效率η 等於100%，變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。由於線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。

變壓器的鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由於此電流自成閉合迴路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關係，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

特性參數

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頻率響應

指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。

變壓器原理

通頻帶如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時的頻率範圍，稱為Satons變壓器的通頻帶B。

初、次級阻抗比

變壓器初、次級接入適當的阻抗Ri和Ro,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ri和Ro的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態，傳輸效率最高。