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發(fā)布者：admin1 時(shí)間：2017-01-09 03:58:43變壓器（Transformer）是利用電磁感應的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線(xiàn)圈、次級線(xiàn)圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。電路符號常用T當作編號的開(kāi)頭.例: T01, T201等。
發(fā)展歷史
法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個(gè)“電感環(huán)”，稱(chēng)為“法拉第感應線(xiàn)圈”，實(shí)際上是世界上第一只變壓器雛形。但法拉第只是用它來(lái)示范電磁感應原理，并沒(méi)有考慮過(guò)它可以有實(shí)際的用途。
1881年，路森·戈拉爾（Lucien Gaulard）和約翰·狄克遜·吉布斯（John Dixon Gibbs）在倫敦展示一種稱(chēng)為“二次手發(fā)電機”的設備，然后把這項技術(shù)賣(mài)給了美國西屋公司， 這可能是第一個(gè)實(shí)用的電力變壓器，但并不是最早的變壓器。
1884年，路森·戈拉爾和約翰·狄克遜·吉布斯在采用電力照明的意大利都靈市展示了他們的設備。早期變壓器采用直線(xiàn)型鐵心，后來(lái)被更有效的環(huán)形鐵心取代。
西屋公司的工程師威廉·史坦雷從喬治·威斯汀豪斯、路森·戈拉爾與約翰·狄克遜·吉布斯買(mǎi)來(lái)變壓器專(zhuān)利以后，在1885年制造了第一臺實(shí)用的變壓器。后來(lái)變壓器的鐵心由E型的鐵片疊合而成，并于1886年開(kāi)始商業(yè)運用。
變壓器變壓原理首先由法拉第發(fā)現，但是直到十九世紀80年代才開(kāi)始實(shí)際應用。在發(fā)電場(chǎng)應該輸出直流電和交流電的競爭中，交流電能夠使用變壓器是其優(yōu)勢之一。變壓器可以將電能轉換成高電壓低電流形式，然后再轉換回去，因此大大減小了電能在輸送過(guò)程中的損失，使得電能的經(jīng)濟輸送距離達到更遠。如此一來(lái)，發(fā)電廠(chǎng)就可以建在遠離用電的地方。世界大多數電力經(jīng)過(guò)一系列的變壓最終才到達用戶(hù)那里的。
工作原理
變壓器由鐵芯（或磁芯）和線(xiàn)圈組成，線(xiàn)圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線(xiàn)圈，其余的繞組叫次級線(xiàn)圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數不等的線(xiàn)圈構成，如圖所示。
鐵心的作用是加強兩個(gè)線(xiàn)圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線(xiàn)圈之間沒(méi)有電的聯(lián)系，線(xiàn)圈由絕緣銅線(xiàn)（或鋁線(xiàn)）繞成。一個(gè)線(xiàn)圈接交流電源稱(chēng)為初級線(xiàn)圈（或原線(xiàn)圈），另一個(gè)線(xiàn)圈接用電器稱(chēng)為次級線(xiàn)圈（或副線(xiàn)圈）。實(shí)際的變壓器是很復雜的，不可避免地存在銅損（線(xiàn)圈電阻發(fā)熱）、鐵損（鐵心發(fā)熱）和漏磁（經(jīng)空氣閉合的磁感應線(xiàn)）等，為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線(xiàn)圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線(xiàn)圈開(kāi)路原線(xiàn)圈線(xiàn)圈中的電流）。例如電力變壓器在滿(mǎn)載運行時(shí)（副線(xiàn)圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。
變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線(xiàn)圈接在交流電源上時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線(xiàn)圈中的φ是相同的，φ也是簡(jiǎn)諧函數，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知，原、副線(xiàn)圈中的感應電動(dòng)勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線(xiàn)圈的匝數。由圖可知U1=-e1，U2=e2（原線(xiàn)圈物理量用下角標1表示，副線(xiàn)圈物理量用下角標2表示），其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱(chēng)變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線(xiàn)圈電壓有效值之比，等于其匝數比而且原、副線(xiàn)圈電壓的位相差為π。
理想變壓器原、副線(xiàn)圈的功率相等P1=P2。說(shuō)明理想變壓器本身無(wú)功率損耗。實(shí)際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高，可達90%以上。