變壓器 變壓器 變壓器的是一種常見的電氣裝置， 可用來把某種數值的交變電壓變換為同頻率的另一數值的交變電壓，也可以改變交流電的數值及變換阻抗或改變相位。 變壓器的意義 發電廠欲將P=3UIcosφ的電功率輸送到用電的區域，在P、cosφ為一定值時，若採用的電壓愈高，則輸電線路中的電流愈小，因而可以減少輸電線路上的損耗，節約導電材料。 所以遠距離輸電採用高電壓是最為經濟的。 目前，中國交流輸電的電壓最高已達500kV。這樣高的電壓，無論從發電機的安全執行方面或是從製造成本方面考慮，都不允許由發電機直接生產。 發電機的輸出電壓一般有3.15kV、6.3kV、10.5 kV、 15.75 kV等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠距離輸送。 電能輸送到用電區域後，為了適應用電裝置的電壓要求，還需透過各級變電站（所）利用變壓器將電壓降低為各類電器所需要的電壓值。 在用電方面，多數用電器所需電壓是380V、220V或36 V，少數電機也採用3kV、6kV等。 變壓器分類 按其用途不同，有電源變壓器、電力變壓器，調壓變壓器，儀用互感器，隔離變壓器。按結構分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器及自耦變壓器。按鐵心結構分為殼式變壓器和心式變壓器。按相數分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。變壓器的種類雖多，但基本原理和結構是一樣的。 變壓器的基本結構 （1）鐵心 變壓器壓器由套在一個閉合鐵心上的兩個或多個線圈（繞組）構成， 鐵心和線圈是變壓器的基本組成部分。鐵心構成了電磁感應所需的磁路。為了減少磁通變化時所引起的渦流損失，變壓器的鐵心要用厚度為0.35～0.5mm的矽鋼片疊成。片間用絕緣漆隔開。鐵心分為心式和客式兩種。 （2）線圈 變壓器和電源相連的線圈稱為原繞組（或原邊, 或初級繞組），其匝數為N 1 ，和負載相連的線圈稱為副繞組（或副邊, 或次級繞組），其匝數為N 2 。繞組與繞組及繞組與鐵心之間都是互相絕緣的。 變壓器幾乎在所有的電子產品中都要用到，它原理簡單但根據不同的使用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩壓（磁飽和變壓器）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 圖1是變壓器的原理簡體圖，當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流I1併產生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢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，並且變壓器本身也有一定的損耗，儘管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，並因此而產生磁通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，可見初級電流與次級負載有密切關係。當次級負載電流加大時I1增加，ф1也增加，並且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持鐵心裡總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認為一個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。變壓器能根據需要透過改變次級線圈的圈 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後，線圈所產生的磁通在鐵心流動，因為鐵心本身也是導體，在垂直於磁力線的平面上就會感應電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合迴路併產生電流，好象一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加，並且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導線存在著電阻，電流流過時這電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。由於變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小於輸入功率，為此我們引入了一個效率的引數來對此進行描述，η=輸出功率/輸入功率。三、變壓器的材料要繞制一個變壓器我們必須對與變壓器有關的材料要有一定的認識，為此這裡我就介紹一下這方面的知識。1、鐵心材料：變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低矽片，高矽片，的鋼片中加入矽能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了矽的鋼片為矽鋼片，變壓器的質量所用的矽鋼片的質量有很大的關係，矽鋼片的質量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低矽片為9000-11000，高矽片為12000-16000，2、繞制變壓器通常用的材料有漆包線，沙包線，絲包線，最常用的漆包線。對於導線的要求，是導電效能好，絕緣漆層有足夠耐熱效能，並且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用Q2型號的高強度的聚脂漆包線。3、絕緣材料在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板製作，層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。4、浸漬材料：變壓器繞制好後，還要過最後一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強變壓器的機械強度 1．變壓器的構造 原線圈、 副線圈、 鐵心 2．變壓器的工作原理 在原、副線圈上由於有交變電流而發生的互相感應現象，叫做互感現象，互感現象是變壓器工作的基礎。 3．理想變壓器磁通量全部集中在鐵心內，變壓器沒有能量損失，輸入功率等於輸出功率。 4．理想變壓器電壓跟匝數的關係： U1/U2= n1/n2 說明：對理想變壓器各線圈上電壓與匝數成正比的關係，不僅適用於原、副圈只有一個的情況，而且適用於多個副線圈的情況。即有 =……。這是因為理想變壓器的磁通量全部集中在鐵心內。因此穿過每匝線圈的磁通量的變化率是相同的，每匝線圈產生相同的電動勢，因此每組線圈的電動勢與匝數成正比。線上圈內阻不計的情況下，每組線圈兩端的電壓即等於電動勢，故每組電壓都與匝數成正比。 5．理想變壓器電流跟匝數的關係 I1/I2= n2/n1 （適用於只有一個副線圈的變壓器） 說明：原副線圈電流和匝數成反比的關係只適用於原副線圈各有一個的情況，一旦有多個副線圈時，反比關係即不適用了，可根據輸入功率與輸出功率相等的關係推匯出：U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+……再根據U2= U1 U3= U1 U4= U4……可得出： n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+…… 6．注意事項 （1）當變壓器原副線圈匝數比( )確定以後,其輸出電壓U2是由輸入電壓U1決定的(即U2= U1)但若副線圈上沒有負載 , 副線圈電流為零輸出功率為零 , 則輸入 功率為零,原線圈電流也為零,只有副線圈接入一定負載,有了一定的電流,即有了一定的輸出功率，原線圈上才有了相應的電流（I1= I2），同時有了相等的輸入功率，（P入=P出）所以說：變壓器上的電壓是由原線圈決定的，而電流和功率是由副線圈上的負載來決定的。
變壓器 變壓器 變壓器的是一種常見的電氣裝置， 可用來把某種數值的交變電壓變換為同頻率的另一數值的交變電壓，也可以改變交流電的數值及變換阻抗或改變相位。 變壓器的意義 發電廠欲將P=3UIcosφ的電功率輸送到用電的區域，在P、cosφ為一定值時，若採用的電壓愈高，則輸電線路中的電流愈小，因而可以減少輸電線路上的損耗，節約導電材料。 所以遠距離輸電採用高電壓是最為經濟的。 目前，中國交流輸電的電壓最高已達500kV。這樣高的電壓，無論從發電機的安全執行方面或是從製造成本方面考慮，都不允許由發電機直接生產。 發電機的輸出電壓一般有3.15kV、6.3kV、10.5 kV、 15.75 kV等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠距離輸送。 電能輸送到用電區域後，為了適應用電裝置的電壓要求，還需透過各級變電站（所）利用變壓器將電壓降低為各類電器所需要的電壓值。 在用電方面，多數用電器所需電壓是380V、220V或36 V，少數電機也採用3kV、6kV等。 變壓器分類 按其用途不同，有電源變壓器、電力變壓器，調壓變壓器，儀用互感器，隔離變壓器。按結構分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器及自耦變壓器。按鐵心結構分為殼式變壓器和心式變壓器。按相數分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。變壓器的種類雖多，但基本原理和結構是一樣的。 變壓器的基本結構 （1）鐵心 變壓器壓器由套在一個閉合鐵心上的兩個或多個線圈（繞組）構成， 鐵心和線圈是變壓器的基本組成部分。鐵心構成了電磁感應所需的磁路。為了減少磁通變化時所引起的渦流損失，變壓器的鐵心要用厚度為0.35～0.5mm的矽鋼片疊成。片間用絕緣漆隔開。鐵心分為心式和客式兩種。 （2）線圈 變壓器和電源相連的線圈稱為原繞組（或原邊, 或初級繞組），其匝數為N 1 ，和負載相連的線圈稱為副繞組（或副邊, 或次級繞組），其匝數為N 2 。繞組與繞組及繞組與鐵心之間都是互相絕緣的。 變壓器幾乎在所有的電子產品中都要用到，它原理簡單但根據不同的使用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩壓（磁飽和變壓器）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 圖1是變壓器的原理簡體圖，當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流I1併產生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢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，並且變壓器本身也有一定的損耗，儘管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，並因此而產生磁通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，可見初級電流與次級負載有密切關係。當次級負載電流加大時I1增加，ф1也增加，並且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持鐵心裡總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認為一個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。變壓器能根據需要透過改變次級線圈的圈 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後，線圈所產生的磁通在鐵心流動，因為鐵心本身也是導體，在垂直於磁力線的平面上就會感應電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合迴路併產生電流，好象一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加，並且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導線存在著電阻，電流流過時這電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。由於變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小於輸入功率，為此我們引入了一個效率的引數來對此進行描述，η=輸出功率/輸入功率。三、變壓器的材料要繞制一個變壓器我們必須對與變壓器有關的材料要有一定的認識，為此這裡我就介紹一下這方面的知識。1、鐵心材料：變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低矽片，高矽片，的鋼片中加入矽能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了矽的鋼片為矽鋼片，變壓器的質量所用的矽鋼片的質量有很大的關係，矽鋼片的質量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低矽片為9000-11000，高矽片為12000-16000，2、繞制變壓器通常用的材料有漆包線，沙包線，絲包線，最常用的漆包線。對於導線的要求，是導電效能好，絕緣漆層有足夠耐熱效能，並且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用Q2型號的高強度的聚脂漆包線。3、絕緣材料在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板製作，層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。4、浸漬材料：變壓器繞制好後，還要過最後一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強變壓器的機械強度 1．變壓器的構造 原線圈、 副線圈、 鐵心 2．變壓器的工作原理 在原、副線圈上由於有交變電流而發生的互相感應現象，叫做互感現象，互感現象是變壓器工作的基礎。 3．理想變壓器磁通量全部集中在鐵心內，變壓器沒有能量損失，輸入功率等於輸出功率。 4．理想變壓器電壓跟匝數的關係： U1/U2= n1/n2 說明：對理想變壓器各線圈上電壓與匝數成正比的關係，不僅適用於原、副圈只有一個的情況，而且適用於多個副線圈的情況。即有 =……。這是因為理想變壓器的磁通量全部集中在鐵心內。因此穿過每匝線圈的磁通量的變化率是相同的，每匝線圈產生相同的電動勢，因此每組線圈的電動勢與匝數成正比。線上圈內阻不計的情況下，每組線圈兩端的電壓即等於電動勢，故每組電壓都與匝數成正比。 5．理想變壓器電流跟匝數的關係 I1/I2= n2/n1 （適用於只有一個副線圈的變壓器） 說明：原副線圈電流和匝數成反比的關係只適用於原副線圈各有一個的情況，一旦有多個副線圈時，反比關係即不適用了，可根據輸入功率與輸出功率相等的關係推匯出：U1I1= U2I2+ U3I3+U4I4+……再根據U2= U1 U3= U1 U4= U4……可得出： n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+…… 6．注意事項 （1）當變壓器原副線圈匝數比( )確定以後,其輸出電壓U2是由輸入電壓U1決定的(即U2= U1)但若副線圈上沒有負載 , 副線圈電流為零輸出功率為零 , 則輸入 功率為零,原線圈電流也為零,只有副線圈接入一定負載,有了一定的電流,即有了一定的輸出功率，原線圈上才有了相應的電流（I1= I2），同時有了相等的輸入功率，（P入=P出）所以說：變壓器上的電壓是由原線圈決定的，而電流和功率是由副線圈上的負載來決定的。