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电与磁
变压器
日期:
2024-01-08 21:15
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变压器
## 变压器的原理 变压器 (transformer) 是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的（图 3.3-1）。一个线圈与交流电源连接, 叫作原线圈 ( primary coil), 也叫初级线圈; 另一个线圈与负载连接, 叫作副线圈 (secondary coil), 也叫次级线圈。 互感现象是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场, 由于电流的大小、方向在不断变化, 铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势, 所以尽管两个线圈之间没有导线相连, 副线圈也能够输出电流。 在输人的交流电压一定时, 原线圈、副线圈取不同的匝数, 副线圈输出的电压也不一样, 变压器由此得名。变压器原、副线圈两端的电压与线圈匝数之间有什么关系呢?  ## 电压与匝数的关系 实验和理论分析都表明, 理想变压器原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的匝数之比, 即 $$ \frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2} $$ 变压器的输出功率与输人功率之比, 叫作变压器的效率。实际上变压器的效率都是比较高的, 特别是电力设备中的巨大变压器, 在满负荷工作时效率可以达到 $95 \%$以上。所以, 在精度要求不太高的情况下可应用上式来计算。 如果副线圈的电压比原线圈的电压低, 这样的变压器叫作降压变压器, 反之则叫升压变压器。实际应用中需要改变交流电压的情况是很多的。大型发电机发出的交流电压为几万伏, 而远距离输电却需要几十万伏以上的电压。各种用电设备所需的电压也不相同。电灯、电饭锅、洗衣机等家用电器需要 $220 \mathrm{~V}$ 的电压, 机床上的照明灯需要 $36 \mathrm{~V}$ 或 $24 \mathrm{~V}$ 的安全电压。手机的锂电池电压一般为 $3.7 \mathrm{~V}$, 而老式电视机显像管却需要 $10 \mathrm{kV}$ 以上的高电压。由于有了变压器, 交流的电压容易改变, 所以交流得到了广泛的应用。
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