變壓器有那些基礎知識呢?
變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到,它原理簡(jiǎn)單但根據不同的使用場(chǎng)合(不同的用途)變壓器的繞制工藝會(huì )有所不同的要求。變壓器的功能主要有:電壓變換;阻抗變換;隔離;穩壓(試驗變壓器)等,變壓器常用的鐵心形狀一般有E型和C型鐵心。
一、變壓器的基本原理
當一個(gè)正弦交流電壓U1加在初級線(xiàn)圈兩端時(shí),導線(xiàn)中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1,它沿著(zhù)鐵心穿過(guò)初級線(xiàn)圈和次級線(xiàn)圈形成閉合的磁路。在次級線(xiàn)圈中感應出互感電勢U2,同時(shí)ф1也會(huì )在初級線(xiàn)圈上感應出一個(gè)自感電勢E1,E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近,從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗,并且變壓器本身也有一定的損耗,盡管此時(shí)次級沒(méi)接負載,初級線(xiàn)圈中仍有一定的電流,這個(gè)電流我們稱(chēng)為“空載電流”。
如果次級接上負載,次級線(xiàn)圈就產(chǎn)生電流I2,并因此而產(chǎn)生磁通ф2,ф2的方向與ф1相反,起了互相抵消的作用,使鐵心中總的磁通量有所減少,從而使初級自感電壓E1減少,其結果使I1增大,可見(jiàn)初級電流與次級負載有密切關(guān)系。當次級負載電流加大時(shí)I1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持鐵心里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗,可以認為一個(gè)理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據需要通過(guò)改變次級線(xiàn)圈的圈數而改變次級電壓,但是不能改變允許負載消耗的功率。
二、變壓器的損耗
當變壓器的初級繞組通電后,線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng),因為鐵心本身也是導體,在垂直于磁力線(xiàn)的平面上就會(huì )感應電勢,這個(gè)電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流,好象一個(gè)旋渦所以稱(chēng)為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱(chēng)為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線(xiàn),這些銅導線(xiàn)存在著(zhù)電阻,電流流過(guò)時(shí)這電阻會(huì )消耗一定的功率,這部分損耗往往變成熱量而消耗,我們稱(chēng)這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。
由于變壓器存在著(zhù)鐵損與銅損,所以它的輸出功率永遠小于輸入功率,為此我們引入了一個(gè)效率的參數來(lái)對此進(jìn)行描述,η=輸出功率/輸入功率。
