變壓器的原理簡(jiǎn)易

基本原理一個(gè)簡(jiǎn)單的單相變壓器由兩塊導電體組成。當其中一塊導電體有一些不定量的電流 (如交流電或脈沖式的直流電) 通過(guò)，便會(huì )產(chǎn)生變動(dòng)的磁場(chǎng)。根據電磁的互感原理，這變動(dòng)的磁場(chǎng)會(huì )使第二塊導電體產(chǎn)生電勢差。假如第二塊導電體是一條閉合電路的一部份，那麼該閉合電路便會(huì )產(chǎn)生電流。電力于是得以傳送。在通用的變壓器中，有關(guān)的導電體是由 (多數為銅質(zhì)的) 電線(xiàn)組成的線(xiàn)圈，因為線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)要比一條筆直的電線(xiàn)大得多。變壓器無(wú)法完成以下工作： · 把直流電轉換為交流電，或把交流電轉換為直流電 · 變更直流電的電壓或電流 · 變更交流電的頻率 · 把單相電流轉為多相電流 定律以下兩條電學(xué)定律與變壓器有關(guān)： 1. 根據能量守恒定律，變壓器輸出的功率不能超越輸入它的功率。 2. 根據歐姆定律，變壓器的負載所消耗的功率等于流經(jīng)它的電流與其抵受的電壓的乘積。 由于變壓器遵守這兩條定律，它不會(huì )是放大器。如果處在變壓器兩方的電壓有所不同，那麼流經(jīng)變壓器兩方的電流也會(huì )不同，而兩者的差距則成反比。如果變壓器一方的電流比另一方小，那電流較小的一方會(huì )有較大的電壓；反之亦然。然而，變壓器兩方所消耗的功率 (即一方的電壓和電流兩值相乘) 應是相等的。電壓和電流比例假設現在有一變壓器以 25:2 的電流轉變比率運行，而雙方的功率皆為 50 瓦。根據歐姆定律，可以確定以下兩點(diǎn)： 1. 如果輸入方的電流是 25 安培，則其電壓應為 2 伏特。 2. 輸出方的電流按比例應為 2 安培，而其電壓則為 25 伏特。 至于變壓器兩方之間的電流或電壓比例，則取決于兩方電路線(xiàn)圈的圈數。圈數較多的一方電壓較高但電流較小，反之亦然。如果撇除泄漏等因素，變壓器兩方的電壓比例相等于兩方的線(xiàn)圈圈數比例，亦即電壓與圈數成正比。以算式表示如下： 在算式中： · Vp是輸入方的電壓； · Vs是輸出方的電壓； · Np是輸入方的線(xiàn)圈圈數； · Ns則是輸出方的電流圈數。 變壓器的這個(gè)性質(zhì)使它成為轉換電壓的重要設備。另外，撇除泄漏的因素，變壓器某一方 (線(xiàn)圈) 的電壓可以從以下算式求得： E = 4.44 * F * n * a * b 在算式中： · E是流經(jīng)該線(xiàn)圈的電壓的方根均值； · F是電流的頻率 (單位為赫茲)； · n是線(xiàn)圈的圈數； · a是線(xiàn)圈內空間 (鐵芯) 的切面面積； · b是通過(guò)線(xiàn)圈內空間 (鐵芯) 的磁力。該值是以每單位面積計算，而面積的單位與變量 a 相同。 · 常數值 4.44 是為了使算式結果對應于計算出來(lái)的單位而設。 日常生活中的變壓器變壓器在日常生活中以很多形態(tài)存在。原理相同、構造相近的變壓器可以嵌在小型麥克風(fēng)之中以連接不同的電路，也可以處理數以百萬(wàn)千瓦計的電功率并聯(lián)系多個(gè)為整個(gè)國家供電的大型輸電網(wǎng)。如果以能夠處理的電功率來(lái)區別，變壓器可以分為以下類(lèi)別： · 一瓦以下：訊號變壓器、不同級電路之間的連接器； · 一千瓦以下：小型變壓器、燈絲變壓器、音訊輸出埠變壓器； · 一百萬(wàn)瓦以下：中型變壓器。在這個(gè)類(lèi)別中較大型者可能以油壓驅動(dòng)； · 一百萬(wàn)瓦以上：大型變壓器，用于變電站、耗電量大的用者、發(fā)電廠(chǎng)和電力運輸。 如果以線(xiàn)圈的圈數和接觸性質(zhì)來(lái)區別，變壓器可以分為以下類(lèi)別： · 升壓器：輸出方線(xiàn)圈圈數較多； · 降壓器：輸入方線(xiàn)圈圈數較多； · 分隔器：輸入和輸出方的線(xiàn)圈圈數大致相同。在現實(shí)之中，輸出方的線(xiàn)圈圈數會(huì )略多于輸入方以抵銷(xiāo)能量的散失。 · 可變量變壓器：輸入和輸出方的線(xiàn)圈圈數均是可變的，使變壓器能改變電壓比例而毋需進(jìn)行重新接駁。這種變壓器的輸入和輸出方不一定是不相連接的，例如一些用于調校電壓的自動(dòng)變壓器。 這四種變壓器的輸入方或輸出方線(xiàn)圈均可設有多個(gè)接頭，以供使用者選擇不同的電壓比例。在這情況下，使用者需要把電線(xiàn)拔出變壓器并重新接駁以改變電壓比例。