变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构和工作原理
变压器是一种能改变交流电压而保持交流电频率不变的静止的电器设备。
在电力系统的送变电过程中，变压器是一种重要的电器设备。送电时，通常使用变压器把发电机的端电压升高。对于输送一定功率的电能，电压越高，电流就越小，输送导线上的电能损耗越小。由于电流小，则可以选用截面积小的输电导线，能节约大量的金属材料。用电时，又利用变压器将输电导线土的高电压降低，以保证人身安全和减少用电器绝缘材料的消耗。
通常超高压输电线上的电压可达500 kV(即50万伏)。但是，在工农业生产和日常生活中需要各种不同等级的交流电压。例如，应用广泛的三相异步电动机的额定电压为380 V或220 V，一般照明电压为220 1V，机床局部照明的额定电压为36 V、24 V或者更低，许多设备经常要求多种电压供电。所以在实际工作中，采用各种规格的变压器来满足不同的需要。变压器除了能改变交变电压外，还具有改变交流电流(如电流互感器)，变换阻抗(如电子电路中的输入，输出变压器)以及改变相位等作用。所以，变压器是输配电、电工测量和电子技术等方面不可缺少的电器设备。
一、变压器的基本结构
虽然变压器种类繁多，用途各异，电压等级和容量不同，但变压器的基本结构大致相同。最简单的变压器是由一个闭合的软磁铁心和两个套在铁心上又相互
绝缘的绕组所构成，如图4—1所示。
绕组又称线圈，是变压器的电路部分。
与交流电源相接的绕组叫做一次绕组，简称一次；与负载相接的绕组叫做二次绕组，简称二次，如图4-2所示。
铁心是变压器的磁路部分，
用厚度为0.35～0.5 mm 时硅钢片叠戏。根据变压器铁心构造及绕组配置情
况，变压器有芯式和壳式两种。如图4—3a 所示是单相芯式变压器，采用口形铁
心。一、二次绕组分别套在铁心上。如图4—3b 所示是单相壳式变压器，常用的有山字形（E1）F 形、日字形等铁心，如图4—4既示。
二、变压器的工作原理
如图4—5所示是单相变压器工作原理示意图。为了分析问题方便。规定：
凡与一次有关的各量，在其符号右下角标
以“1”，而与二次有关的各量，在其符号
右下角标以“2”。如一、二次电压：电流、
匝数及电动势分别用1U 、
2U ，1I 、2I ，1N 、2N ，1E 、2E 表示。 当变压器一次接人交流电源以后，在
一次绕组中就有交流电流流过，于是在铁心中产生交变磁通，称为主磁通。它随着电源频率而变化，主磁通集中在铁心内；极少一部分在绕组外闭合，称为漏磁通，它一般很小，可忽略不计。所以L 可以认为一、二次绕组同时受主磁通作用。根据电磁感应定律，一、二次绕组都将产生感应电动势。如果二次接有负载构成闭合回路，就有感应电流产生。变压器通过一、二次绕组的磁耦合把电源的能量传送给负载。
1．变压器变压原理
设一、二次的匝数分别为1N 和2N ，忽略漏磁通和一、二次直流电阻的影响。
由于一、二次绕组同时受主磁通的作用，在两个绕组中产生的感应电动势1e 和2e 的频率与电源的频率相同。若主磁通随时间的变化率为∆Φ/t ∆，则由电磁感应定律可得一、二次绕组的感应电动势为：
11e N t
∆Φ=∆ 22e N t ∆Φ
=∆
变压器一、二次的端电压与感应电动势在数值上是近似相等的，所以在考虑
了上面两个式子，以及不考虑相位关系，只考虑它们的大小，则可以得到一、二次电压有效值之间如下关系：
1
122U N n U N ==
式中 1U ——一次交流电压的有效值(V)；
2U ——二次交流电压的有效值 (V)；
1N ——一次绕组的匝数；
2N —一二次绕组的匝数；
n ——一、二次的电压比，或称匝数比。
公式(4—1)表明变压器一、二次绕组的电压比等于它们的匝数出。当n >1时，1N >2N ，则1U >2U ，这种变压器是降压变压器；当n <1时，1N <2N ，则1U <2U ，
这种变压器是升压变压器。因此，只要选择一、二次绕组的不同匝数比，就可以满足升压或降压的要求。
例题1 一台变压器的一次绕组接在10 kV 的高压输电线上，要求二次绕组
输出400 V 电压，如果二次绕组的匝数为800匝。求变压器的电压比和二次绕组的匝数2N 。
解：
根据公式(4—1)电压比为：
1
21000025400U n U ===
则
1
2800
3225N N n ===
2．变压器变换电流原理
任何一种变压器在变压过程中只起能量传递作用，无论变换后的电压是升高
还是降低，电能都不会增加，也不能减少。根据能量守恒定律；在忽略损耗时，变压器输出的功率2P 应与变压器从电源获得的功率1P 相等，即：
12P P =
或 1122U I U I =
由此则有：
1
222111I U N I U N n ===
公式(4—2)是变压器变换电流公式。此式说明变压器工作时，一、二次绕组
的电流大小与一、二次韵电压或匝数成反比，或者为变压器电压比的倒数。实际上，变压器在改变电压的同时也改变了电流。电流互感器就是根据这二原理制成的。
例题2 在3 300 V 的交流电路中接入一台变压器，若把电压降至为220 V ，已知一次绕组的匝数是2 100匝，二次绕组接入的负载2R 为10Ω。求二次绕组的匝数和一、二次绕组中的电流?
解：
根据公式(4—1)得出变压器的电压比为：
1 23300
15 220
U
n
U
===
1 22100
140 15
N
N
n
==（匝）根据欧姆定律得出二次绕组的电流为：
2 2
2220
22(A) 10
U
I
R
===由公式(4—2)可得出一次绕组中电流为：
2 122
1.47(A) 15
I
I
n
==≈
三、几种常见变压器
1．单相照明变压器
如图4—6 所示是一种常见的单相照明变压器：它由铁心和两个相互绝缘的线圈组成，一般为壳式。这种变压器的一次额
定电压有220 V和880 V两种，二次电压多为
36 V。在特殊危险场合使用时，二次电压为24 V
或12 V。有的变压器二次电压为6 V，专供指
示灯用。单相照明变压器经常为工厂内部的局
部照
明灯具提供安全电压，以确保人身安全。
2．三相变压器
在工业生产中三相变压器应用较为广泛。
所谓三相变压器实质上是三个容量相同的单相
变压器组成的。如图4—7所示是三相变压器的示意图。在每个铁心柱上都绕着同一相的一次(即高压)绕组和二次(即低压)绕组。
根据三相电源和负载的不同情况，
变压器一、二次绕组都可作Y形或△形联结。如图4—8所示是三相变压器的标准接线图。对于大容量的三相变压器多采用Y/△联结，即高压绕组为Y形
联结，低压绕组为△形联结。这是因为Y形联结的相电压是线电压的
利于线圈绝缘；而低压绕组呈△形联结，可使导线截面比Y形联结的小。对于
容量不大且需要中线的变压器，多采用Y/
Y联结，即高压绕组为Y形联结。0Y
表示低压绕组是Y形联结并接有中线。这种连接可使用户获得线电压和相电压两种电压，特别适用于动力和照明混合性质的负载。
3．自耦变压器
如图4—9所示是自耦变压器示意图。自耦变压器有一个环形铁心，线圈绕在铁心上，即只有一个绕组。一、二次绕组有一部分是公用的，也就是说高压绕组的一部分兼作低压绕组。它与一般变压器一样，一、二次的电压比等于一、二次的匝数比。二次电压的引出点是一个能沿着线圈的裸露表面自由滑动的电刷触头；改变触头的位置，就能得到需要的输出电压。Array
自耦变压器常用于实验室和交流异步电动机的降压启动设备中，它的最大特
点是可以通过“调压”来获得所需要的电压。
四、变压器的主要技术数据
变压器的规格型号及其主要技术数据都标在它的铭牌上，作为使用变压器的
重要依据。变压器的主要技术数据包括：额定电压、额定电流、额定容量和温升等。
1．额定电压
变压器一次的额定电压，是指变压器所用绝缘材料的绝缘强度所规定的电压
值，二次额定电压是变压器空载时，一次加上额定电压后，二次两端的电压值。两个额定电压分别用1N U ，2N U 表示。单相变压器1N U ，2N U 是指一、二次交流电压的有效值，三相变压器1N U ，2N U 是指一、二次线电压的有效值。
2．额定电流
指变压器在允许温升的条件下，所规定的一、二次绕组中允许流过的最大电
流，变压器飞二次电流分别用
I和2N I表示。单相变压器1N I和2N I是指电流的有
1N
效值，三相变压器是指线电流的有效值。
3．额定容量
表示变压器工作时所允许传递的最大功率。单相变压器的额定容量是二次额定电压和额定电流之积；三相变压器的额定容量也是二次额定电压和额定电流之积(应为三相之和)。额定容量用字母S表示，单位是伏安(V·A)。
4．温升
温升是指变压器在额定工作时；允许超出周围环境温度的数值。它取决于变压器绝缘材料的耐热等级，见表4—1。
表4—1 绝缘材料耐热等级
五、变压器的使用要点
电工应用环境中的变压器，一般用于电能的高、低电压的变换。一台变压器往往为一个社区、一个工厂、一个车间、一套设备转换能源。它工作的自然环境、自身品质、所带负载的变化、保养的状况都可能影响其工作。变压器如出现小事故则影响工作，并可能报废设备。大型变压器出现事故，严重时可能发生爆炸，危及人身安全。
大型专用变压器都有专人进行维护、监管。一般相关人员只要注意变压器的外在特征变化，及时报告有关人员，履行告知即可。
正常工作的变压器，一般都有一些轻微的振动声音，有一定温升，没有气味。一旦振动声音明显增加，出现怪味、打火等特殊现象时，就必须及时报告并远离。
变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构和工作原理 变压器是一种能改变交流电压而保持交流电频率不变的静止的电器设备。 在电力系统的送变电过程中，变压器是一种重要的电器设备。送电时，通常使用变压器把发电机的端电压升高。对于输送一定功率的电能，电压越高，电流就越小，输送导线上的电能损耗越小。由于电流小，则可以选用截面积小的输电导线，能节约大量的金属材料。用电时，又利用变压器将输电导线土的高电压降低，以保证人身安全和减少用电器绝缘材料的消耗。 通常超高压输电线上的电压可达500 kV(即50万伏)。但是，在工农业生产和日常生活中需要各种不同等级的交流电压。例如，应用广泛的三相异步电动机的额定电压为380 V或220 V，一般照明电压为220 1V，机床局部照明的额定电压为36 V、24 V或者更低，许多设备经常要求多种电压供电。所以在实际工作中，采用各种规格的变压器来满足不同的需要。变压器除了能改变交变电压外，还具有改变交流电流(如电流互感器)，变换阻抗(如电子电路中的输入，输出变压器)以及改变相位等作用。所以，变压器是输配电、电工测量和电子技术等方面不可缺少的电器设备。 一、变压器的基本结构 虽然变压器种类繁多，用途各异，电压等级和容量不同，但变压器的基本结构大致相同。最简单的变压器是由一个闭合的软磁铁心和两个套在铁心上又相互 绝缘的绕组所构成，如图4—1所示。 绕组又称线圈，是变压器的电路部分。
与交流电源相接的绕组叫做一次绕组，简称一次；与负载相接的绕组叫做二次绕组，简称二次，如图4-2所示。 铁心是变压器的磁路部分， 用厚度为0.35～0.5 mm 时硅钢片叠戏。根据变压器铁心构造及绕组配置情 况，变压器有芯式和壳式两种。如图4—3a 所示是单相芯式变压器，采用口形铁 心。一、二次绕组分别套在铁心上。如图4—3b 所示是单相壳式变压器，常用的有山字形（E1）F 形、日字形等铁心，如图4—4既示。 二、变压器的工作原理 如图4—5所示是单相变压器工作原理示意图。为了分析问题方便。规定： 凡与一次有关的各量，在其符号右下角标 以“1”，而与二次有关的各量，在其符号 右下角标以“2”。如一、二次电压：电流、 匝数及电动势分别用1U 、 2U ，1I 、2I ，1N 、2N ，1E 、2E 表示。 当变压器一次接人交流电源以后，在
变压器的结构和工作原理
变压器的结构 变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应原理，把一种电压等级的交流电能转换成另一种电压等级的交流电能。变压器是电力系统中实现电能的经济传输、灵活分配和合理使用的重要设备，在国民经济和其他部门也获得了广泛应用。 一般常用变压器的分类可归纳如下： 按相数分： (1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 (2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。 按冷却方式分： (1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。 (2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。 按用途分： (1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。 (2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。 (3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。 (4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。 按绕组形式分： (1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。 (2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。 (3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。 按铁芯形式分： (1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。 （2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。 (3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。 在电力系统中，用到最多的是油浸式变压器，其最基本的结构式铁芯、绕组、绝缘材料、邮箱等组成，为了使变压器安全可靠地运行，还需要冷却装置、保护装置。 一、铁芯 铁芯是组成变压器基本的组成部件之一，是变压器导磁的主磁路，又是器身的主骨架，它由铁柱、铁轭和夹紧装置组成。常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种合硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0．8～4．8%。由硅钢做变压器的铁芯，是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质，在通电线圈中，它可以产生较大的磁感应强度，从而可以使变压器的体积缩小。变压器工作时，线圈中有交变电流，它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在垂直于磁通方向的平面内环流着，所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减小涡流的作用。用做变压器的铁芯，一般选用0．35mm厚的冷轧硅钢片，按所需铁芯的尺寸，将它裁成长形片，然后交叠成“日”字形或“口”字形。从道理上讲，若为减小
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和工作原理 一、引言 变压器是电力系统中最常用的电力设备之一，它可以将交流电压从一个电路传输到另一个电路。变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律，利用互感现象实现了电能的转换和传输。本文将详细介绍变压器的结构和工作原理。 二、变压器的结构 1. 磁心 磁心是变压器中最基本的部件之一，它由铁芯和绕组组成。铁芯是由硅钢片叠成的，这种材料具有高导磁性和低磁滞损耗，能够有效地减少铁芯在交流磁场中产生的能量损失。绕组则是由导线缠绕在铁芯上形成的，它们分为初级绕组和次级绕组。 2. 外壳 外壳是保护变压器内部元件的重要部分，它通常采用金属材料制成，并且具有良好的散热性能。外壳还可以提供额外的保护措施，例如防
止触电或防止灰尘进入内部。 3. 冷却系统 冷却系统是变压器的重要组成部分，它可以有效地控制变压器内部的温度。常见的冷却系统包括油冷却、水冷却和气体冷却等。其中，油冷却是最常见的一种方式，它不仅可以降低变压器内部的温度，还可以提高绝缘性能。 三、变压器的工作原理 1. 电磁感应定律 电磁感应定律是变压器工作原理的基础，它表明当磁通量发生改变时会在导体中产生电动势。在变压器中，当交流电流通过初级绕组时，会在铁芯中产生交流磁场。这个交流磁场会穿过次级绕组，并在其内部诱导出一定大小的电动势。 2. 互感现象 互感现象是指当两个或多个绕组共用同一个磁芯时，在其中一个绕组中产生的电动势会诱导出另一个绕组中的电动势。在变压器中，初级和次级绕组之间通过铁芯实现了互感作用。当初级绕组中有交流电流
通过时，它所产生的交流磁场会穿过铁芯并诱导出次级绕组中的电动势。 3. 变压器的变比 变压器的变比是指初级绕组和次级绕组之间电压的比值。变压器的变比可以通过不同数量的线圈和不同的绕组方式来实现。例如，如果次级绕组中有更多的线圈，那么它所产生的电动势就会更高，从而实现了升高电压或降低电压的效果。 4. 功率转移 在变压器中，功率可以通过两种方式进行转移。第一种方式是利用互感作用将初级绕组中的电能转换为磁能，并将其传输到次级绕组中，然后再将磁能转换为电能。这种方式被称为互感耦合。第二种方式是利用铁芯吸收一部分磁场能量，并将其传输到次级绕组中。这种方式被称为铁芯损耗。 四、总结 本文详细介绍了变压器的结构和工作原理。在结构方面，我们讨论了磁心、外壳和冷却系统等重要部分。在工作原理方面，我们讨论了电磁感应定律、互感现象、变比和功率转移等关键概念。通过深入了解
变压器的基本结构与工作原理
1 单相变压器的基本结构与工作原理 （一）变压器基本结构 a）心式变压器 b）壳式变压器 c）符号 1.铁心 铁心构成了变压器磁路，并作为绕组的支撑骨架。 为减少铁心内部的涡流损耗和磁滞损耗，铁心一般用0.35mm厚的冷轧硅钢片叠成。 2.绕组 绕组构成变压器的电路。 变压器一般有两个或两个以上的绕组，接电源的绕组称为一次绕组（或原绕组），接负载的绕组称为二次绕组（或副绕组）。 3.其它附件 绝缘层、冷却设备、铁壳或铝壳（电磁屏蔽作用）。 （二）变压器的用途和种类 1.用途：改变交流电压，改变交流电流，改变阻抗，改变相位。 2.种类：电力变压器（输配电）：整流变压器；调压变压器：输入、输出变压器。 （三）变压器的工作原理 电磁感应原理。 1.空载运行及变压比原理 变压器空载运行 根据电磁感应定律
2 e 1=N 1t ∆∆Φ e 2=N 2t ∆∆Φ K N N E E U U ==≈2 121201 变压器一次、二次绕组两端电压与绕组匝数成正比。K 称为变压比，简称变比，它是变压器的一个重要参数。当K>1时为降压变压器；当K<1时为升压变压器。 变压器通过改变一次、二次绕组的匝数之比，就可以很方便地改变输出电压的大小。 2.负载运行及变流比原理 变压器负载运行 理想情况下：变压器一次侧视在功率与二次侧视在功率相等，即 2211I U I U = K N N U U I I 1121221=≈= 变压器在改变电压的同时，电流也随之变化。变压器一次、二次绕组电流之比与绕组匝数成反比。 思考：为什么高压边线圈匝数多而导线细，低压边则相反 3.阻抗变换原理 电子线路中，总希望负载获得最大的功率，而负载获得最大功率的条件是负载阻抗等于信号源的内阻，此时称为阻抗匹配。 变压器负载运行时，从一次绕组看进去的阻抗为11i I U = Z 从二次绕组看进去的阻抗为 22L I U = Z 图3-4
变压器原理及结构
变压器知识 一、变压器的基本知识 1、变压器的两大基本结构 变压器的两大基本结构是壳式和心式。它们的主要区别在于磁路即铁心的布置情况。如图1－1和图1－2所示。从图1－1和图1－2可以看出，壳式变压器铁心的铁轭包围住线圈，好像形成一个外壳．因此而得名，也称作外铁式。心式变压器铁心大部分在线圈内，只有一部分在线圈外构成铁轭作为磁回路。无论壳式或心式其原理完全相同。 图1－1 壳式变压器铁心布置示意图（虚线表示线圈位置） 图1－2 心式变压器铁心布置示意图（虚线表示线圈位置）壳式和心式结构的变压器。各有其特点．制造方法大不相同。大型变压器均采用心式铁心，一般以三相三柱式铁心为多，更大容量的变压器则采用三相五柱旁轭，大型单相变压器一般采用双柱式或单相四柱式铁心。我国的变压器制造业，一般采用心式结构。
3、开关 3.1、作用 用来改变变压器绕组的匝数，进而改变变压器的变比，改变电压； 3.2、分类 主要分为无载开关（无励磁分接开关）和有载分接开关。 无载开关：是在变压器不施加电压的情况下调整电压。即调压时必须在停电状态下进行操作。大致可分为：鼓形结构、楔形结构、笼形结构、条形结构、盘形结构无励磁分接开关。 有载分接开关：是在变压器施加电压的情况下调整电压。即调压
时可以不在停电状态下进行操作。 常用的有：贵州长征厂的V、M型开关；上海华明的V、M、真空开关；MR开关；ABB公司的开关等。 4、变压器的油箱 油浸式变压器的油箱是保护变压器器身的外壳和盛油的容器，又是装配变压器外部结构件的骨架，同时通过变压器油将器身损耗所产生的热量以对流和辐射方式散至大气中。 4.1、油箱的分类 油箱可以从冷却方式、外形等不同方面进行分类。 4.1.1、按冷却方式进行分类 4.1.1.1、平壁油箱 当变压器容量较小时，其油箱直接用钢板焊接而成，即满足散热的要求。 4.1.1.2、瓦棱形（波纹式）箱壁油箱 它用于中小型变压器，其截面多为矩形或椭圆形，套管一般安装在油箱盖上（也可在箱壁侧面上安装低压套管，但这要牺牲一部分瓦棱散热面积）。瓦棱形油箱壁用薄钢板压制而成，箱壁本身具有较高的机械强度和弹性变形能力，因材不必要在箱盖上再安装储油柜（俗称油枕），由温度变化所引起的变压器油体积的胀缩可以通过箱壁上瓦棱的变形进行补偿。 4.1.1.3、管式（散热器）变压器油箱 它是由于在变压器平壁上加焊上下连通的弯管而得名；弯管的作
变压器结构简介与工作原理
变压器结构简介与工作原理 一、变压器结构简介 变压器是一种电力设备，用于改变交流电的电压。它由铁心、绕组和外壳组成。 1. 铁心： 铁心是变压器的主要结构部分，由硅钢片叠压而成。它的作用是提供磁路，将 磁场集中在绕组上。铁心通常由多个铁芯片组成，以减少铁芯损耗。 2. 绕组： 绕组是变压器中的导电线圈，分为初级绕组和次级绕组。初级绕组通常连接到 电源，次级绕组则连接到负载。绕组由绝缘导线绕在铁芯上，以便通过电流产生磁场。 3. 外壳： 外壳是变压器的保护部分，通常由金属材料制成。它的作用是保护内部结构免 受外部环境的影响，并提供散热。 二、变压器工作原理 变压器的工作原理基于电磁感应。 1. 磁感应现象： 当通过初级绕组的交流电流时，产生的磁场会穿过铁芯，并通过次级绕组。这 个过程称为磁感应。 2. 电磁感应定律： 根据法拉第电磁感应定律，当磁通量通过绕组时，会在绕组中产生感应电动势。这个感应电动势会导致次级绕组中的电流流动。
3. 变压器原理： 变压器利用电磁感应的原理来改变电压。当初级绕组中的电流变化时，会产生变化的磁场，进而在次级绕组中诱发电动势。根据电磁感应定律，次级绕组中的电动势与初级绕组中的电动势成正比，比例关系由绕组的匝数比决定。因此，通过改变绕组的匝数比，可以实现电压的升降。 4. 理想变压器公式： 理想变压器的电压变换比可以用以下公式表示： Vp/Vs = Np/Ns 其中，Vp和Vs分别表示初级和次级绕组的电压，Np和Ns分别表示初级和次级绕组的匝数。 总结： 变压器是一种用于改变交流电压的电力设备。它由铁心、绕组和外壳组成。通过电磁感应原理，变压器能够实现电压的升降。变压器在电力系统中起到了重要的作用，广泛应用于发电厂、变电站和各种电子设备中。
变压器的基本工作原理与结构
变压器的基本工作原理与结构 变压器是一种电磁装置，主要用于改变电压的大小，实现电能的传输和分配。变压器的基本工作原理是利用电磁感应原理。 变压器的结构主要由两部分组成，即主线圈和副线圈。主线圈通常被称为高压线圈，而副线圈通常被称为低压线圈。两个线圈之间通过铁芯连接。 变压器的工作原理可以通过法拉第电磁感应定律解释。当主线圈中通入交流电时，由于在线圈中形成了一个交变的磁场，这个交变磁场会通过铁芯传导到副线圈中，使得副线圈中的导体中也产生交变电流。这个交变电流通过副线圈的导线，形成了一个交变的电场，进而使得副线圈的两端产生了不同大小的电压。 基于电磁感应原理，根据变压器的线圈匝数比例，可以实现电压的变换。根据理论计算，副线圈电压与主线圈电压的比值等于副线圈匝数与主线圈匝数的比值。这就是变压器的基本公式：U2/U1=N2/N1，其中U1、U2分别为主线圈和副线圈的电压，N1、N2分别为主线圈和副线圈的匝数。 另外，为了提高变压器的效率和性能，变压器还会采用铁芯结构。铁芯可以有效地导磁，并减少能量的损失。铁芯通常由硅钢片组成，这种材料具有良好的导磁性能和较低的铁损耗。 变压器还包括一些辅助设备和保护装置，例如冷却装置、温度探头、过流保护、过压保护等。这些设备和装置可以确保变压器的正常运行，并防止过载和损坏。 总的来说，变压器是一种能够改变电压的电磁装置。它的工作原理是利用电磁感应现象，通过主副线圈之间的电磁感应实现电压的变换。变压
器的结构主要由主线圈、副线圈和铁芯组成。通过合理设计和选择不同匝数的线圈，可以实现不同变比的变压器，满足电网和电气设备对不同电压级别的需求。
变压器的工作原理
变压器的工作原理 引言： 变压器是电力系统中常见的电气设备之一，它起着改变电压和电流的作用。本 文将详细介绍变压器的工作原理，包括结构、原理以及应用。 一、结构： 变压器由铁心、绕组和外壳组成。铁心是由硅钢片叠压而成的，用于提供磁路。绕组包括高压绕组和低压绕组，它们分别与高压和低压电源相连。外壳则用于保护变压器内部的部件。 二、原理： 变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。当高压绕组通电时，产生的磁场 会穿过铁心，并感应出低压绕组中的电动势。根据电磁感应定律，电动势的大小与磁场的变化率成正比。由于高压绕组的匝数较低压绕组多，所以通过变压器的电流会产生降压效应。 三、工作过程： 1. 高压绕组通电：当高压绕组接通电源后，高压绕组中的电流开始流动，产生 磁场。 2. 磁场传导：磁场由高压绕组中的铁芯传导到低压绕组中，同时感应出低压绕 组中的电动势。 3. 电动势变压：根据电磁感应定律，低压绕组中的电动势与磁场变化率成正比。由于高压绕组的匝数较低压绕组多，所以通过变压器的电流会产生降压效果。 4. 输出电压：低压绕组的电动势经过降压后，形成输出电压，供给外部负载使用。
四、应用： 1. 电力传输：变压器在电力系统中起着重要的作用，可以将发电厂产生的高压电能通过变压器升压后传输到远距离的地方，然后再通过变压器降压供给用户。 2. 电子设备：变压器也广泛应用于电子设备中，用于将市电的高压转换为适合电子设备使用的低压。 3. 焊接设备：变压器还用于焊接设备中，通过调整变压器的输出电压，可以控制焊接过程中的电流和电压，以满足不同焊接需求。 结论： 变压器是一种基于电磁感应原理工作的电器设备，通过调节绕组的匝数比例，可以实现电压的升降。它在电力系统、电子设备和焊接设备中都有广泛的应用。通过深入了解变压器的工作原理，我们可以更好地理解其在电力系统中的作用，并能更好地应用于实际工程中。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理 变压器是一种用于改变交流电压的电器设备。它由两个相互独立的线圈组成，被共享同一个铁芯。一个线圈被称为一次线圈，通常用于输入电源；另一个线圈被称为二次线圈，通常用于输出电流。变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。 变压器的结构主要由一次线圈、二次线圈、铁芯和外壳组成。一次线圈和二次线圈由导线绕制而成，并位于铁芯的两侧。铁芯通常由软磁性材料，如硅钢片制成，可以有效地集中和导磁磁场。外壳通常用绝缘材料覆盖，以保护线圈和铁芯，并确保安全操作。 变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。当一次线圈上有交流电流流过时，产生的交变磁场就会沿着铁芯传播。这个交变磁场会通过铁芯穿过二次线圈，进而在二次线圈中产生感应电流。根据法拉第电磁感应定律，感应电流的产生取决于变压器的绕组比例和输入电压。 变压器的主要工作原理为变换电压和电流。由于一次线圈和二次线圈在同一个磁场下，它们之间存在互感作用。如果一次线圈比二次线圈的绕组数多，称为升压变压器；如果一次线圈比二次线圈的绕组数少，称为降压变压器。升压变压器可以将输入电压增加到较高的输出电压，而降压变压器可以将高电压降低到较低的输出电压。 变压器的工作原理还可以通过变压比来解释。变压比定义为二次电压与一次电压的比值，可以用所需的输出电压和输入电压来计算。在理想的变压器中，变压比等于二次线圈绕组数与一次线圈绕组数的比值。变压器的效率主要取决于铁芯的材料和设计。
变压器在电力输送、电子设备和通信系统中广泛应用。在电网中，变压器通过改变电压来减少输电损耗，并使电力能够以高电压进行远距离传输。在电子设备中，变压器用于将交流电压转换为适用于电子器件的稳定直流电压。在通信系统中，变压器用于改变信号的阻抗匹配和电压级别。 总结而言，变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律，通过改变一次绕组和二次绕组的绕制比例来实现电压和电流的变换。它的结构包括一次线圈、二次线圈、铁芯和外壳。变压器的应用非常广泛，对电力输送、电子设备和通信系统起着重要的作用。
变压器的工作原理
变压器的工作原理 一、引言 变压器是一种基本的电力设备，广泛应用于电力系统中，用于调整电压的大小。本文将详细介绍变压器的工作原理，包括结构、工作原理、主要参数和应用。 二、结构 变压器主要由铁心、一组初级线圈和一组次级线圈组成。铁心由铁片叠装而成，用于提供磁路。初级线圈和次级线圈分别绕在铁心的不同部分上，通过磁耦合实现能量传递。 三、工作原理 1. 磁感应定律 根据法拉第电磁感应定律，当通电导线周围存在磁场时，导线内部会产生感应 电动势。变压器利用这一原理实现能量传递。 2. 电磁感应 当变压器的初级线圈通电时，产生的磁场会穿过铁心，并感应次级线圈中的电 动势。根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。 3. 磁耦合 初级线圈和次级线圈通过铁心的磁路相连，形成磁耦合。当初级线圈中的电流 变化时，会产生变化的磁场，进而感应次级线圈中的电动势。 4. 变压比 变压器的变压比定义为次级电压与初级电压之比。根据电磁感应定律，变压比 等于次级线圈匝数与初级线圈匝数之比。
5. 能量传递 当变压器的初级线圈通入交流电时，交流电的变化会导致初级线圈中的磁场变化。这种变化的磁场会感应次级线圈中的电动势，从而在次级线圈中产生电流。通过磁耦合，能量从初级线圈传递到次级线圈。 四、主要参数 1. 额定功率 变压器的额定功率指的是在额定电压和额定电流下，变压器能够正常工作的功率。额定功率是选择变压器的重要指标。 2. 变压比 变压器的变压比决定了输入电压和输出电压之间的关系。变压比可以根据实际需求进行设计和调整。 3. 空载电流 变压器在没有负载时的输入电流称为空载电流。空载电流的大小与变压器的损耗有关，通常会尽量减小空载电流。 4. 短路阻抗 短路阻抗是变压器在短路状态下的阻抗大小。短路阻抗越大，变压器的输出电流越小。 五、应用 变压器广泛应用于电力系统中，主要用于电压的调整和输电。以下是一些常见的应用领域： 1. 电力输变电
变压器结构及工作原理
变压器结构及工作原理 变压器是一种用来改变交流电压的电器。它由几个主要部分组成，包 括铁心、一对线圈和外壳。 变压器的工作原理基于电磁感应。当在一个线圈中通过交流电流时， 该线圈就会产生一个交变磁场。这个交变磁场会穿透到另一个线圈中，并 在其中产生一定的电压。这是由于法拉第电磁感应定律所决定的。根据这 个定律，当磁场的变化率发生变化时，就会在周围的线圈中感应出电压。 变压器的铁心是一个闭合的铁磁回路，用来提高磁通的传导性。铁心 通常由硅钢片或镍铁合金制成，因为这些材料具有较高的导磁性能。它的 设计也包括一些孔洞，以容纳线圈。 线圈分为两种类型：主线圈和次级线圈。主线圈由输入电源提供电流，并产生一个交变磁场。次级线圈则与输出设备连接，并感应出一个与主线 圈的交变磁场相对应的电压。 变压器的工作原理是基于电能传输的原理。当交流电通过主线圈时， 电流会在变压器的铁心上产生强磁场。这个磁场会通过铁心穿透到次级线 圈中，并在其中产生电压。如果次级线圈上的匝数比主线圈上的匝数少， 那么次级线圈中就会产生一个降低的电压。这种变压器被称为降压变压器。相反，如果次级线圈上的匝数比主线圈上的匝数多，那么次级线圈中就会 产生一个升高的电压。这种变压器被称为升压变压器。 变压器的工作原理可以用以下公式表示： V_1/V_2=N_1/N_2
其中，V_1和V_2分别表示主线圈和次级线圈的电压，N_1和N_2分别表示主线圈和次级线圈的匝数。 变压器的工作效率非常高，通常可以达到90%以上。这是因为只有很少的能量会损失在铁心中的涡流和磁滞中。 除了用于改变电压之外，变压器还可以用于隔离电路和匹配阻抗。在一些情况下，它们还可以用作电源适配器和信号传输器。 总之，变压器是一种用来改变交流电压的重要电子设备。它的工作原理是基于电磁感应，通过产生和感应磁场来传输能量。通过改变主线圈和次级线圈的匝数比例，可以实现不同的电压变化。变压器的工作效率高，并且在许多电器和电子设备中得到广泛应用。
变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构和工作原理 变压器是一种基本的电力器件，用于改变交流电压的大小。它由两个或多个线圈（或称为绕组）和一个磁环心组成，主要起到改变电压、降低电流和隔离电路的作用。 变压器主要由两个绕组组成，一个是输入绕组，也叫做初级绕组，连接到供电网络上；另一个是输出绕组，也叫做次级绕组，用于输出电能给负载。这两个绕组通过一个磁环心（一般采用硅钢片制成）连接起来。 变压器的工作原理是基于电磁感应的原理。当在初级绕组上通以交流电，就会在磁环心中产生一个交变的磁场。这个交变磁场穿过次级绕组，使次级绕组上的电子在导体中移动，产生感应电动势，从而在次级绕组上获得交流电压。 根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的改变速率有关。磁通量是磁场通过一个环路的情况，它与磁场强度和环路面积相关。当在初级绕组上通以交流电时，由于交变磁场的存在，磁通量也随之改变，从而在次级绕组中感应出电压。 变压器中的变比是由绕组的匝数比决定的。根据法拉第电磁感应定律（即感应电动势对磁通量的改变速率成正比），绕组的匝数比等于变压器的变比。变压器的变比可以通过改变两个绕组的匝数来实现，即在初级绕组和次级绕组中分别增加或减少匝数。 变压器根据变比可以分为降压变压器和升压变压器。当次级绕组的匝数比初级绕组的匝数少时，即次级绕组的匝数比初级绕组的匝数小于1，变压器为降压变压器；当次级绕组的匝数比初级绕组的匝数多时，即次级绕组的匝数比初级绕组的匝数大于1，变压器为升压变压器。
变压器的工作效率通常很高，约为95%~99%。其中，主要损耗包括铁心损耗和铜线损耗。铁心损耗是指由于磁化和变磁所引起的能量损耗；铜线损耗是指通过绕组中的电流引起的能量损耗。为了减小损耗，并提高变压器的效率，通常采用高导磁材料制作磁环心，以及大截面、短长度的导线制作绕组。 总之，变压器是一种基本的电力器件，通过电磁感应的原理改变和转换交流电压。它由两个或多个绕组和一个磁环心组成，在电力系统中起到降压、升压和隔离电路的作用。变压器的结构简单，工作效率高，广泛应用于电力传输和配电系统中。
变压器的主要结构和工作原理
变压器的主要结构和工作原理引言概述： 变压器是电力系统中常见的电力设备之一，它在电能传输和分配中起着重要的作用。本文将详细介绍变压器的主要结构和工作原理，以帮助读者更好地理解和应用变压器。 正文内容： 一、变压器的主要结构 1.1 主要结构组成 - 主要由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。 - 铁芯是变压器的主要磁路部分，通常由硅钢片叠压而成，以减小磁导率和磁阻。 - 一次绕组是输入侧的绕组，通常由导电材料绕制而成。 - 二次绕组是输出侧的绕组，也由导电材料绕制而成。 1.2 绝缘和冷却系统 - 变压器的绝缘系统是保证安全运行的关键，通常使用绝缘材料将绕组和铁芯分隔开。 - 冷却系统对于变压器的正常运行至关重要，常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。 1.3 外壳和配电设备 - 变压器通常有一个外壳，用于保护内部部件免受外界环境的影响。
- 配电设备包括开关、熔断器和保护装置等，用于控制和保护变压器的正常运行。 二、变压器的工作原理 2.1 电磁感应原理 - 变压器的工作基于电磁感应原理，当一次绕组通入交流电时，会在铁芯中产生交变磁场。 - 交变磁场会感应二次绕组中的电动势，从而使电能从一次绕组传递到二次绕组。 2.2 变压器的变压比 - 变压器的变压比是指输入电压与输出电压之间的比值，可以通过绕组的匝数比来确定。 - 变压器可以实现电压的升高或降低，根据需要选择合适的变压比。 2.3 损耗和效率 - 变压器在工作过程中会产生一定的损耗，包括铁损耗和铜损耗。 - 效率是衡量变压器性能的重要指标，可以通过输出功率与输入功率的比值来计算。 三、变压器的应用领域 3.1 电力系统 - 变压器在电力系统中用于电能传输和分配，将发电厂产生的高压电能转换为适用于用户的低压电能。 - 在输电过程中，变压器可以实现电压的升高，减少输电损耗。