變壓器被定義為通過電磁感應過程將電能從一個電路傳遞到另一個電路的無源電氣裝置。它最常用于增加(“升壓”)或降低(“降壓”)電路之間的電壓水平。

變壓器工作原理

變壓器的工作原理很簡單。兩個或多個繞組(也稱為線圈)之間的互感允許電能在電路之間傳遞。下面將進一步詳細解釋這一原則。

變壓器的理論

假設你有一個由交流電源提供的繞組(也稱為線圈)。通過繞組的交流電在繞組周圍產生不斷變化的交變磁通。

如果另一個繞組靠近這個繞組，這個交變磁通的一部分將與第二個繞組連接。由于磁通在其振幅和方向上不斷變化，因此在第二繞組或線圈中必須有一個不斷變化的磁通鏈接。

根據法拉第電磁感應定律，在第二繞組中會產生電動勢。如果這個次級繞組的電路閉合，那么電流將流過它。這就是變壓器的基本工作原理。

讓我們用電學符號來幫助形象化。從電源接收電力的繞組稱為“初級繞組”，這是“第一線圈”。

由于互感而產生所需輸出電壓的繞組通常被稱為“次級繞組”。這是“第二線圈”。

使初級繞組和次級繞組之間的電壓升高的變壓器被定義為升壓變壓器。反之，降低初級繞組和次級繞組之間電壓的變壓器被定義為降壓變壓器。

變壓器是提高還是降低電壓水平取決于變壓器初級側和次級側之間的相對匝數。如果初級線圈上的匝數比次級線圈上的匝數多，電壓就會降低(降壓)。如果初級線圈的匝數少于次級線圈的匝數，電壓就會增加(升壓)。

雖然上面的變壓器圖在理論上是可行的，但在一個理想的變壓器中，它不是很實用。這是因為在露天環境中，第一個線圈產生的通量只有很小一部分會與第二個線圈相連。因此，流經連接到次級繞組的閉合電路的電流將非常小(并且難以測量)。

磁鏈的變化率取決于與第二繞組相連的磁鏈的數量。所以理想情況下，幾乎所有初級繞組的磁通都應該與次級繞組相連。這是有效地和高效地完成了使用鐵芯型變壓器。這為兩個繞組提供了一個共同的低磁阻路徑。

變壓器鐵心的目的是提供一個低磁阻路徑，通過該路徑，初級繞組產生的最大磁通通過并與次級繞組相連。

當變壓器接通時，最初通過變壓器的電流稱為變壓器涌流。

變壓器部件及結構

變壓器的三個主要部分:變壓器一次繞組，變壓器磁芯，變壓器二次繞組

變壓器一次繞組:當它連接到電源時就會產生磁通量。

變壓器磁芯:由初級繞組產生的磁通量，將通過與次級繞組相連的低磁阻路徑并形成閉合磁路。

變壓器二次繞組:初級繞組產生的磁通通過鐵芯，與次級繞組連接。這個繞組也纏繞在同一個鐵芯上，并提供所需的變壓器輸出。