变压器的作业原理图解
为了便于剖析,把高、低绕组别离画在两头,与电源相连的称为原绕组(初级绕组,一次绕组),与负载相连的称为副绕组(次级绕组,二次绕组)。原、副绕组的匝数别离为和。
图中标明的是它们的参看方向。图中各物理量的参看方向是这么选定的:
原边作为电源的负载,电流i1的参看方向与u1的参看方向一同;电流i1、感应电动势e1及e2的参看方向和主磁通Φ的参看方向契合右手螺旋规律,因而图中e1与i1的参看方向是一同的。
副边作为负载的电源,规矩i2与e2的参看方向一同
1、电压改换
依据KVL,对原绕组电路可列出方程
一般原绕组上所加的是正弦电压。在正弦电压效果的状况下,上式可以用相量标明为
因为原绕组的电阻和感抗较小,因而它们两头的电压降也较小,与主磁电动势比照起来,可以疏忽不计。所以。则
同理,对副绕组电路可列出,如用相量标明,则为
感应电动势的有用值为
(1)在变压器空载时 是空载时副绕组的端电压
原、副绕组的电压之比为,K为变压器的变比,亦即原、副绕组的匝数比。可见当电源电压U1必守时,只需改动匝数比,就可得出纷歧样的输出电压。 (2)当变压器接负载时
尽管e2发作i2,可是因为副绕组的电阻和感抗较小,因而它们两头的电压降也较小,与主磁电动势比照起来,可以疏忽不计。所以。则
显着,为降压变压器,为升压变压器。
(3) 电流改换
一般原绕组上所加的是正弦电压。在正弦电压效果的状况下,上式可以用相量标明为
因为原绕组的电阻和感抗较小,因而它们两头的电压降也较小,与主磁电动势比照起来,可以疏忽不计。所以。则
同理,对副绕组电路可列出,如用相量标明,则为
感应电动势的有用值为
(1)在变压器空载时 是空载时副绕组的端电压
原、副绕组的电压之比为,K为变压器的变比,亦即原、副绕组的匝数比。可见当电源电压U1必守时,只需改动匝数比,就可得出纷歧样的输出电压。 (2)当变压器接负载时
尽管e2发作i2,可是因为副绕组的电阻和感抗较小,因而它们两头的电压降也较小,与主磁电动势比照起来,可以疏忽不计。所以。则
显着,为降压变压器,为升压变压器。
(3) 电流改换
由可见,当电源电压U1和频率f不变时,和也都近于常数。即是说,铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时是差不多安稳的。因而,有负载时发作主磁通的原、副绕组的构成磁动势()应当和空载时发作主磁通的原绕组的磁动势()差不多持平,即:。
如用相量式标明,则为:。
变压器的空载电流是励磁用的。因为铁芯的磁导率高,空载电流很小。它的有用值在原绕组额外电流的十%以内。因而与比照,常可疏忽。所以上式可写为: 。
由上式可知,原、副绕组的电流联络为:。
可见变压器中的电流尽管由负载的巨细判定,可是原、副绕组中电流的比值是差不多不变的;因为当负载添加时,和跟着增大,而和也有必要相应增大,以赔偿副绕组的电流和磁动势对主磁通的影响,然后坚持主磁通的最大值近似不变。
变压器的额外电流和是指按规矩作业办法(长时刻接连作业或短时作业或间歇作业)作业时原、副绕组答应经过的最大电流值,是依据绝缘材料答应的温度判定的。
副绕组的额外电压与额外电流的乘积称为变压器的额外容量,即:(单相)。
(4) 阻抗改换
变压器除有改换电压和电流的效果,还有改换负载阻抗的效果,以完结“匹配”。
如下图所示,从原边看变压器,可等效为一个能反映副边阻抗改动的等效阻抗。
如用相量式标明,则为:。
变压器的空载电流是励磁用的。因为铁芯的磁导率高,空载电流很小。它的有用值在原绕组额外电流的十%以内。因而与比照,常可疏忽。所以上式可写为: 。
由上式可知,原、副绕组的电流联络为:。
可见变压器中的电流尽管由负载的巨细判定,可是原、副绕组中电流的比值是差不多不变的;因为当负载添加时,和跟着增大,而和也有必要相应增大,以赔偿副绕组的电流和磁动势对主磁通的影响,然后坚持主磁通的最大值近似不变。
变压器的额外电流和是指按规矩作业办法(长时刻接连作业或短时作业或间歇作业)作业时原、副绕组答应经过的最大电流值,是依据绝缘材料答应的温度判定的。
副绕组的额外电压与额外电流的乘积称为变压器的额外容量,即:(单相)。
(4) 阻抗改换
变压器除有改换电压和电流的效果,还有改换负载阻抗的效果,以完结“匹配”。
如下图所示,从原边看变压器,可等效为一个能反映副边阻抗改动的等效阻抗。
由图可知,,而
所以,
进一步记为,
上式阐明,接在变压器副边的负载阻抗模值,反映到变压器原边的等效阻抗模值是,即增大倍,这即是变压器的阻抗改换效果。
例如,音箱或收音机,为了得到最大的输出功率,一般要使。
在电子设备功率输出级和负载之直接入一个输出变压器,恰本地挑选其匝数比就可取得所需阻抗。
所以,
进一步记为,
上式阐明,接在变压器副边的负载阻抗模值,反映到变压器原边的等效阻抗模值是,即增大倍,这即是变压器的阻抗改换效果。
例如,音箱或收音机,为了得到最大的输出功率,一般要使。
在电子设备功率输出级和负载之直接入一个输出变压器,恰本地挑选其匝数比就可取得所需阻抗。
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