在通電時(shí)變壓器的工作原理是怎樣的？

變壓器的工作原理是利用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)給初級(jí)線圈通電，使變壓器中鐵芯產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，然后讓次級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)電壓的變化。其中初級(jí)線圈是在次級(jí)線圈的里面。變壓器在我們?nèi)粘Ｉ钪惺且环N比較常見(jiàn)的器件。下面就一起來(lái)了解一下吧。

變壓器的工作原理是利用電磁感應(yīng)的原理。變壓器有兩組線圈，分別是初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，其中初級(jí)線圈指的是接電源的繞組，并且初級(jí)線圈是在次級(jí)線圈的里面。在初級(jí)線圈通電之后，變壓器中的鐵芯就會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，次級(jí)線圈就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)電壓的變化。

電源變壓器的特性參數(shù)

1工作頻率

變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來(lái)設(shè)計(jì)和使用，這種頻率稱工作頻率。

2額定功率

在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作，而不超過(guò)規(guī)定溫升的輸出功率。

3額定電壓

指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。

4電壓比

指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。

5空載電流

變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流(產(chǎn)生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對(duì)于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

6空載損耗：

指變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，在初級(jí)測(cè)得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損)，這部分損耗很小。

7效率

指次級(jí)功率P2與初級(jí)功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

8絕緣電阻

表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。

變壓器的一次側(cè)外加交流電壓，二次繞組開(kāi)路時(shí)，我們把它稱作變壓器的空載運(yùn)行狀態(tài)。這時(shí)交變的磁通穿過(guò)和，分別在兩個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓和。一次側(cè)外加的電壓約等于，二次側(cè)產(chǎn)生的空載電壓=。就可以得到這樣的一個(gè)關(guān)系，一次側(cè)外加電壓除以二次側(cè)的空載電壓等于除以，把它記作K。K稱作變壓比，簡(jiǎn)稱變比。顯然改變線圈繞組的匝數(shù)即可實(shí)現(xiàn)電壓的變換，并且K大于1時(shí)為降壓變壓器，K小于1時(shí)為升壓變壓器。

當(dāng)二次繞組接入負(fù)載時(shí)稱為變壓器的負(fù)載運(yùn)行。變壓器在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，一次側(cè)電流由空載電流變成，二次側(cè)產(chǎn)生負(fù)載電流，而電壓相應(yīng)的變?yōu)?。變壓器?fù)載運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)電流產(chǎn)生副邊磁動(dòng)勢(shì)，該磁動(dòng)勢(shì)對(duì)起削弱作用。根據(jù)主磁通原理，只要電源電壓和頻率不變，鐵芯中的工作主磁通?的數(shù)值將維持不變。因此，原邊電流相應(yīng)的增大為，原邊磁動(dòng)勢(shì)也增大為，增大的部分恰好與二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)相平衡。磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式告訴我們，變壓器二次側(cè)電流的大小是由負(fù)載決定的，但二次側(cè)的能量來(lái)源于一次側(cè)。兩側(cè)電路并沒(méi)有直接的電的聯(lián)系，而是通過(guò)磁耦合把能量從原邊傳遞到副邊。變壓器鐵芯的磁導(dǎo)率很高，因此滿足工作主磁通需要的磁動(dòng)勢(shì)很小，和相比可忽略不計(jì)。能量傳遞過(guò)程中變壓器在變換電壓的同時(shí)也變換了電流。

當(dāng)變壓器一次側(cè)施加交流電壓u1，流過(guò)一次繞組的電流為i1,則該電流在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生交變磁通，使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交變磁通穿過(guò)這兩個(gè)繞組就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，其大小與繞組匝數(shù)以及主磁通的最大值成正比。繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高，繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低，當(dāng)變壓器二次側(cè)開(kāi)路，即變壓器空載時(shí)，一二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比，即u1/u2=n1/n2,但初級(jí)與次級(jí)頻率保持一致，從而實(shí)現(xiàn)電壓的變化。