电子学/变压器
描述
变压器是一种用于升高或降低电路中电压和电流的装置。在现代电力分配系统中，变压器用于提高电压水平，以减少传输过程中的线路损耗。
工作原理
变压器依赖法拉第定律，该定律指出时变磁场可以在线圈中感应出时变电压。在变压器中，这是通过在某种类型的铁磁材料周围绕制多匝线圈来实现的。通常，有两组绕组：初级绕组和次级绕组。初级绕组连接到发电机；次级绕组连接到负载。当将时变电压施加到初级绕组时，将在铁磁芯内部产生磁场。铁磁材料用于将磁通量集中在线圈内。绕组外部的磁通量减少，从而提高了设备的效率。
时变磁场在次级绕组中感应出电压。
次级电压的大小取决于初级绕组和次级绕组的匝数比。假设变压器的次级绕组有 100 匝，而初级绕组只有 50 匝。由此产生的次级电压将是初级电压的两倍。同样，如果初级绕组有 100 匝，而次级绕组有 50 匝，则次级电压将是初级电压的一半。
此时，似乎我们从无中生有，但事实并非如此。回想一下，能量既不能被创造也不能被毁灭。我们知道流入初级绕组的电功率是电流和电压的乘积。同样，流出变压器的功率也必须是其电流和电压的乘积。忽略变压器铁芯中的损耗，进入变压器的功率也必须是离开变压器的功率。这意味着为了提高电压，我们必须降低电流。同样，通过降低电压，我们增加了电流。与变压器电压一样，电流之比取决于初级绕组和次级绕组的匝数比。但是，在处理电流时，务必记住，匝数较多的边电流较小，反之亦然。考虑上面提到的初级与次级匝数比为 1:2 的变压器。流入初级绕组的 100 安培电流会导致流出次级绕组的 50 安培电流。
用途
电力变压器最明显的应用是在电力分配中。回想一下，在电路中，。因此，电路元件消耗的功率与流过它的电流的平方成正比。在传输线中，这一点很重要，因为线路本身具有一定的特性阻抗。为了减少传输线中的功率损耗，最好传输尽可能少的电流。对于给定的功率，最好的方法是提高电压。
变压器也用于阻抗匹配。给定一个电压源和一条具有特性阻抗的传输线，可以使用变压器使负载看起来更大或更小，以便负载接收最大功率。请注意，最大功率不等于最大效率。为了在使用电能方面实现最大效率，负载应具有极高的电阻，以便在电路其余部分中损失的能量可以忽略不计。但是，从方程来看，具有极高电阻的负载将接收微不足道的功率（尽管远高于电路的其余部分）。对于任何给定的负载上恒定的电压，负载接收的功率由给出，因此关系如此。再次注意，这里使用的方程是使用欧姆定律转换的上面那个方程，并且是唯一合适的，因为在这种情况下，如果电阻增加，电流会下降。 
实质上，它们是 3 个单相变压器，其中一个端子连接到一个公共端子，称为中性线，该端子通常连接到大地/接地。它们的电压彼此相位相差 120 度。