测试变压器的工作原理

变压器 bian ya qi利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等

变压器的工作原理

变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件

1.变压器 ---- 静止的电磁装置

变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能
电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。


变压器原理图（图3.1.2）

与电源相连的线圈，接收交流电能，称为绕组
与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组

设







绕组的 二次绕组的

电压相量 U1 电压相量 U2

电流相量 I1 电流相量 I2

电动势相量 E1 电动势相量 E2

匝数 N1 匝数 N2

同时交链，二次绕组的磁通量的相量为 φm ,该磁通量称为主磁通
请注意 图3.1.2 各物理量的参考方向确定。

2.理想变压器

不计、二次绕组的电阻和铁耗，
其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器
描述理想变压器的电动势平衡方程式为

e1(t) = -N1 d φ/dt

e2(t) = -N2 d φ/dt

若、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，
则有

不计铁心损失，根据能量守恒原理可得

由此得出、二次绕组电压和电流有效值的关系

令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则


二.变压器的结构简介

1.铁心

铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，

表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成

铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用

铁心结构的基本形式有心式和壳式两种
心式变压器结构示意图(图3.1.6)




2.绕组

绕组是变压器的电路部分，

它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成


变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通Ø1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44fNØm
式中：E--感应电势有效值
f--频率
N--匝数
Øm--主磁通值
由于二次绕组与绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压ú1和ú2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时，侧仅流过主磁通的电流（í0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但电压不变时，主磁通是不变的，侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流í0，一部分为用来平衡í2，所以这部分电流随着í2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。
上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。
变压器工作原理动画演示
1工作频率
    变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。

2额定功率
    在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。

3额定电压
    指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。

4电压比
    指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。

5空载电流
    变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。

6空载损耗：
    指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。

7效率
    指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。