變壓器由鐵芯（或鐵芯）和線圈組成。線圈具有兩個(gè)或更多個(gè)繞組。連接到電源的繞組稱為初級(jí)線圈，另一個(gè)繞組稱為次級(jí)線圈。它可以轉(zhuǎn)換交流電壓、電流和阻抗。較簡(jiǎn)單的鐵芯變壓器由一個(gè)由軟磁材料制成的鐵芯和兩個(gè)不同數(shù)量的線圈組成，如圖所示。
變壓器原理
核心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈之間的磁耦合。為了減少鐵中的渦流和磁滯損耗，通過(guò)涂漆的硅鋼片層壓芯;兩個(gè)線圈之間沒(méi)有電氣連接，線圈由絕緣銅線（或鋁線）纏繞。連接到AC電源的一個(gè)線圈稱為初級(jí)線圈（或初級(jí)線圈），連接到器具的另一個(gè)線圈稱為次級(jí)線圈（或次級(jí)線圈）。實(shí)際變壓器非常復(fù)雜，不可避免地存在銅損（線圈電阻熱）、鐵損（鐵芯加熱）和漏磁（空氣閉合磁感應(yīng)線）等，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只有理想的變壓器才會(huì)在這里介紹。通過(guò)忽略漏磁通，忽略原始、次級(jí)線圈的電阻，忽略磁芯的損耗，忽略空載電流（初級(jí)繞組開(kāi)路線圈的線圈中的電流）來(lái)建立理想的變壓器。例如，當(dāng)電力變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)（次級(jí)線圈的額定輸出功率），它接近理想的變壓器。
變壓器是由電磁感應(yīng)原理制成的固定器具。當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈連接到AC電源時(shí)，在磁芯中產(chǎn)生交變磁通量，并且交變磁場(chǎng)由φ表示。原始的、次級(jí)線圈φ是相同的，φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù)，表是φ=φmsinωt。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，初級(jí)、次級(jí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。其中N1、N2是原始、次級(jí)線圈的匝數(shù)。從圖中可以看出，U1=-e1，U2=e2（原始線圈的物理量由下角1表示，次級(jí)線圈的物理量由下角2表示），復(fù)數(shù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，設(shè)k=N1/N2，稱為變壓比。根據(jù)上面的公式，U1/U2=-N1/N2=-k，即變壓器原有的、次級(jí)線圈電壓有效值的比值等于其匝數(shù)比和原始的、次級(jí)線圈的相位差電壓是π。
此外，結(jié)論是：
U1/U2=N1/N2
在空載電流可忽略不計(jì)的情況下，I1/I2=-N2/N1，即原始的、子線圈電流有效值與其匝數(shù)成反比，相位差為π。進(jìn)一步可用
I1/I2=N2/N1
理想變壓器、次級(jí)線圈的功率等于P1=P2。說(shuō)明理想的變壓器本身沒(méi)有功率損耗。實(shí)際變壓器總是有損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率非常高，達(dá)到90％以上。[1]
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