一变压器简介

　　变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有电压变换、电流变化和阻抗变换及电气隔离的作用。

1理想变压器工作原理

　　理想变压器基于下述两个假设： 　　1、变压器效率等于1，无任何能量损耗。即忽略了实际铁芯变压器线圈的电阻以及铁芯在交变磁场作用下所产生的能量损耗。 　　2、铁芯的磁导率μ趋近于无穷大，没有漏磁通。线圈的互感磁通等于自感磁通，耦合系数K为1，线圈自感系数L1、L2趋于无穷大，但是，L1/L2为常数，数值上等于原副边匝数比的平方。 　　理想变压器的工作原理如下：  

图1 理想变压器工作原理（变压器）

　　变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电连接。在一次绕组中施加交变电压，交变电压产生交变电流，交变电流产生交链一、二次绕组的交变磁通Φ，在一次和二次绕组中分别感应出电动势E1、E2。 理想变压器的绕组电阻为零，有：

　　E1=-U1，E2=-U2

　　假设一次和二次线圈的匝数分别为N1和N2，一次和二次绕组铰链的磁链分别为Ψ1和Ψ2，根据电磁感应定律，下述方程组成立：

　　U1=-E1=-dΨ1/dt=d(N1Φ)/dt=N1dΦ/dt　　（a）

　　U2=-E2=-dΨ2/dt=d(N2Φ)/dt=N2dΦ/dt　　（b）

　　（a）式除以（b）式，可得：

　　U1/U2=N1/N2　　　　　　　　　　　　　　（1）

　　理想变压器效率等于1，一次与二次绕组之间在能量传输过程中没有损耗，可知：

　　U1I1=U2I2

　　联立式（1）可得：

　　I1/I2=N2/N1　　　　　　　　　　　　　　（2）

　　（1）式除以（2）式，可得：

　　(U1/I1)/(U2/I2)=(N1/N2)2

　　U1/I1及U2/I2分别为一次和二次绕组的阻抗，分别记为Z1和Z2，则：

　　Z1/Z2=(N1/N2)2 　　　　　　　　　　　　（3）

　　（1）、（2）、（3）三式分别表示了理想变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换关系。

2实际变压器工作原理

　　实际变压器绕组电阻不为零； 　　实际变压器交变磁通在铁芯中会产生涡流损耗和磁滞损耗；

　　实际变压器铁芯磁导率为有限值，一次绕组产生的磁通会有部分与空气形成磁路，不与二次绕组铰链，称为漏磁通Φσ1，同样，二次绕组也会产生漏磁通Φσ2。 　　因此：

　　E1≠U1、E2≠U2。

　　同时铰链一次绕组和二次绕组的磁通称为主磁通Φ。由于空气的磁滞很大，一般主磁通远远大于漏磁通。 　　实际变压器效率小于1，其工作原理如下：

图2 实际变压器工作原理（变压器效率