变压器原理与结构图(变压器原理动画演示)
变压器的工作原理是什么?
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变压器的工作原理是什么?
●变压器是一种静止电器,它利用电磁感应原理,把一种电压等级的交流电变换为同频率的另一种电压等级的交流电能。它将两组或两组以上的电磁线圈绕组同一个线圈骨架(或铁芯)上面制成的元器件,被称之为变压器。
●通过改变变压器一次绕组与二次绕组之间的匝数之比,即可改变两个绕组的电压比或电流比,以实现电能(信号)的传输分配。变压器在工作过程中都需要依靠磁通来传递或转换能量,这个磁通称为主磁通,也叫工作磁通,用φ表示。φ由线圈绕组中的励磁电流产生。见下图所示。
●上图为铁芯线圈电路示意图,它们之间存在电磁电转换关系关系。在电路中正弦电压作用下,线圈中便有电通过匝数为N 的线圈时会产生磁通势 iN。由于铁芯的导磁率远大于空气的磁导率,所以绝大部分磁通将沿铁心而闭合,这部分沿铁心闭合的磁通称为主通(工作磁通),用示φ表示。此外还有极少部分磁通,经过空气而闭合,这部分磁通称为漏磁通,用φs表示。这两部分磁通将分别在线圈中产生感应电动势即主磁电动势e 和漏磁电动势 es。
●大型电力变压器如下图所示。
变压器在电路中的主要作用是降低或提升交变电流的电压,达到常用电气设备的输入电压需要。
●变压器的种类繁多,根据其工作频率的不同可分为高频变压器、中频变压嚣、低频变压器、电力变压器。
举例来说,常用的无线电波的高频变压器包括接收天线线圈、高频振荡线圈;而中频变压蜀则为在收音机、电视机的中放部分选用;常见的低频变压器包括使用(50HZ工频)的小型电源变压器、用于音频范围内的推动变压器、阻抗变换的输出变压器、线间变压器、隔离变压器、自耦变压器等等。下图所示为小功率单相交流电源变压器。
●变压器的主要特性参数
(1)电压比(变压器变比)
变压器的两组绕组匝数分别用N1和N2(N1为一次绕组、N2为二次绕组);在一次绕组上施加一个外加交流电压,则在二次侧绕组上会产生感应电动势。若N2>N1,则这个感应电动势比一次绕组上的电压还要高,此时变压器则构成升压变压嚣;
若N2<N1,此变压器则为降压变压器。一、二次绕组的电压与线圈匝数的关系为U2/U1=N2/N1=K
式中k……匝数比 U1……一次侧电压 U2……二次侧电压。
(2)效率 → 它是指在额定功率下,变压器的输出功率与输入功率之比;
即 η=P2/P1×100%式中的η……变压器的效率;Pη=P2/P1×100%式中P1……输入功率;P2……输出功率。若P2=P1,则η=100%,此时该变压器无任何损耗产舌;但实际中这种理想的变压器是不存在的,变压器传输电能时必然产生损耗。且这种损耗主要在于铜损和铁损。所谓铜损是指变压器线圈电阻所引起产生的损耗;即电流流经线圈电阻时会产生发热,使一部分电能转换为热能而白白消耗掉了,因为线圈通常是带绝缘层的铜线(漆包线)绕制而成,故这一损耗被称为铜损。
所谓铁损则包括两类;一是磁滞损耗,交流电经过变压器硅钢片(磁芯)时,其磁力线的方向与大小均会随之变化,使磁芯内部分子相互摩擦而释放热能,造成了一部电能的损耗;二是涡流损耗,交变磁场作用下的变压器的磁芯会有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上会产生感应电流,该电流自己自动形成闭合环路(即涡流状),故称为涡洗,而因此磁芯存在一定的电阻,故涡流的存在导致了磁芯发热,造成了一部分电能的损耗。
(3)频率响应;频率啊应是音频变压器的一项重要指标。由篇幅有限省略掉。
(4)额定电压;它指变压器的一次绕组上所允许施加的电压。
(5)额定功率与额定频率;额定功率指变压器在视在功率与电压下,能够长期工作且不超过规定温度时二级输出的功率;其单位为ⅤA或kⅤA。(而不是W、KW)。
变压器铁芯中的磁通密度与频率有直接关系,所以每种变压器在设计时必须确定其使用频率,这一频率被称之为额定频率。
(6)空载电流与空载损耗;若变压器的二次绕组断开而一次绕组还有一定的励磁电流:,则称这个电流值为空载电流;该参数包括磁化电流(形成磁通)和铁损电流(由铁芯损耗而引起)。通常在小型50HZ电源变压器的空载电流约等于磁化电沅,而其铁损电流可忽略不计。空载损耗指变压器二次绕组断开,在一次侧所测出的功率损耗。
(7)绝缘电阻;该参数反映了变压器各个绕组之间、各绕组与铁芯之间的绝缘性能;绝缘电阻的大小与变压器所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度等有密切关系。
以上答复希望对想了解什么是变压器的头条朋友们有一点帮助。
知足常乐2019.12.14日于上海
变压器原理与结构图(变压器原理动画演示)
变压器的工作原理是什么?变压器如何转变电压?
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变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置无论哪种变压器,它们的基本工作原理是相似的。
一、变压器的工作原理
下图是变压器的结构示意图,图中,左侧是一次绕组,右侧是二次绕组,一次和二次绕组均绕在铁芯上。
变压器只能输入交流电压。从变压器一次绕组两端输入交流电压,从二次绕组输出交流电压。
给一次绕组输入交流电压后,一次绕组中有交流电通过,一次绕组产生交变磁场,磁场的磁力线绝大多数由铁芯构成回路。
因为二次绕组也绕在铁芯或磁芯上,变化的磁力线穿过二次绕组,在二次绕组两端产生感应电动势。二次绕组所产生的电压大小与输入电压大小不同(如果是1:1的变压器,则电压相同),其频率和变化规律与输入的交流电压一样。
这就是变压器的基本工作原理:根据电磁感应原理,当一个导电的物体处于变化的磁场中,在导电体中就能够感应出电流来。
二、变压器如何改变电压
变压器改变电压有一个专门的参数:变压比。
变压器的变压比表示了变压器一次绕组匝数与二次绕组匝数之间的关系。从变压比可以看出一个变压器是升压变压器还是降压变压器,也或者是1:1的变压器。
变压比=一次绕组匝数/二次绕组匝数。
变压比小于1,是升压变压器,表明一次绕组匝数小于二次绕组匝数。
变压比大于1是降压变压器,表明一次绕组匝数大于二次绕组匝数。
从变压器的工作原理可知,电流从一次绕组进去,从二次绕组流出。由于输入的交流电的电流方向不断改变,就会产生一个和电流同步变化的磁场。由于磁场的大小与方向不断改变,从而在次级线圈内感应出电流来。因为在每一圈线圈上的电压都相等,所以,次级线圈圈数越多,从次级线圈输出的电压就越高。
如果初级线圈的圈数比次级线圈多,次级线圈上的电压就会降低,这就是降压变压器;反之,如果初级线圈的圈数比次级线圈少,次级线圈上的电压就会升高,这就是升压变压器。
变压器原理与结构图(变压器原理动画演示)
变压的原理是什么?
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变压器变压的原理其实就是电磁感应原理
变压是通过变压器把交流电压升高或者降低,变压器利用了“电生磁,磁生电”的电磁感应原理,实现交流电压的升降。
电磁感应原理
电可以生磁,电流通过螺线管,会在螺线管中产生磁场,根据右手定则(安培定则),右手大姆指为磁场的方向
磁可以生电,磁场发生变化(磁通量变化),磁场中的导体就会产生感应电动势。
变压器结构
变压器由初级线圈、次级线圈和铁芯组成;初级线圈与输入电源连接,次级线圈为输出,铁芯一般是由硅钢片叠合组成。
变压器变压原理
当变压器的初级线圈输入交流电时,变器的铁芯就会产生交变的磁场。次线线圈在交变的磁场中就会产生感应电动势。
感应电动势与线圈的圈数成正比,e1/e2=N1/N2,如果不计算线圈的内阻,电压也是与线圈的圈数正比的,u1/u2=N1/N2。
设计不同的线圈匝数比,就可以得到不同的输出电压了,如果N2>N1就是升压变压器,N2<N1就是降压变压器。
如果不考虑能量的损耗,输入功率和输出功率是一样的,P1=u1 x i1=P2= u2 x i2,电压越高,电流变越小,电流越大,就需要用越大的导线绕制变压器。
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变压器原理与结构图(变压器原理动画演示)
逆变器、整流器、变压器的工作原理是什么?
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逆变器,整流器和变压器的用途各不相同,逆变器一般是将直流电转换为交流电,整流器则是交流电到直流电的转换,而变压器是交流电到交流电的转换。下面分别来介绍一下。
逆变器在我们日常中的主要应用是将电瓶中的直流电转换成我们需要的交流电供给负载,它是整流的逆过程。如下图中是一个原理性的单相全桥逆变电路,逆变关键元器件是图中的四个功率管,Q1和Q4开关闭合,Q2和Q3截止时,会在变压器的初级线圈产生上负下正的电压,反过来Q1和Q4截止,Q2和Q3闭合,会在变压器初级线圈产生上正下负的电压,就这样通过控制两组管子的导通和截止,将直流电被转换为方向不断变化的交流电,最后经变压器升压输出我们所需要的工频电,至于管子的导通和截止则是通过PWM芯片来控制的,过程和开关电源相似。
整流器的作用就是将方向不断变化的交流电整流成直流电,是利用了各种半导体器件来实现的,比如我们常用的桥式整流,如下图,是由四个二极管来组建的,当交流电的正负半周分别通过时,每次只有两个二极管导通,其余两个截止,将方向不断变化的交流电转换为脉动直流电,最后经过电容滤波来使直流电平滑一些。
变压器是将交流电转换为交流电的装置,它是利用了电磁感应的原理来实现的,主要部件有初级线圈和次级线圈以及铁芯构成,当初级线圈中通过交流电流时,会在铁芯上感应出交流磁通,而次级线圈又通过磁通感应出频率相同,大小不同的电压来,整个过程就是电生磁,磁生电的过程。变压器分为很多种,但原理都是一样的。
所学有限,只能浅显的说明一下,如有错误,请批评指正,谢谢!
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