实用电子学/变压器

所示变压器可以兼作感应加热器

变压器是一种被动电气设备，包含电磁元件，由绕在一个（通常是方形）磁性材料上的两个线圈组成，能够通过电磁感应过程将电能从一个电路传输到另一个电路。

变压器的主要应用是通常用于升高（“升压”）或降低（“降压”）电路之间的电压水平。

变压器的三个主要部分

(i) 变压器初级绕组	当连接到电源时会产生磁通量
(ii) 变压器磁芯	初级绕组产生的磁通量，将通过这条低磁阻路径与次级绕组相连，形成一个闭合的磁路
(iii) 变压器次级绕组	初级绕组产生的磁通量通过磁芯，会与次级绕组相连。该绕组也绕在同一个磁芯上，并提供变压器的预期输出。

工作原理

变压器工作原理的说明

变压器的工作原理基于法拉第感应定律，如以下所示。两个或多个绕组（也称为线圈）之间的互感允许电能在线路之间传输。

初级绕组由交流电源供电，它会产生一个不断变化的交流磁通量，该磁通量包围着绕组。

如果次级绕组靠近初级绕组，则该交流磁通量的一部分将与第二个绕组相连。由于此磁通量在其幅度和方向上不断变化，因此在第二个绕组或线圈中必须有一个变化的磁通量联动。

变压器磁芯的目的是为磁通量提供一条低阻抗路径，通过该路径，初级绕组产生的最大磁通量通过并与次级绕组相连。

根据法拉第感应定律，将在第二个绕组中感应出电动势。如果此次级绕组的电路闭合，则电流将流过它。这是变压器的基本工作原理。

特性

变压器匝数比公式如下所示：$V_{S}=V_{P}{\frac {N_{S}}{N_{P}}}$

变压器是否升高或降低电压水平取决于变压器初级和次级侧之间的匝数相对数量。

升压 - 如果初级线圈上的匝数少于次级线圈，则输出电压会升高

${\frac {N_{S}}{N_{P}}}>1$

降压 - 如果初级线圈上的匝数多于次级线圈，则输出电压会降低

${\frac {N_{S}}{N_{P}}}<1$

缓冲电压当${\frac {N_{S}}{N_{P}}}=1$

总结

元件	变压器
符号
构造
${\frac {V_{o}}{V_{i}}}$	${\frac {V_{o}}{V_{i}}}={\frac {N_{2}}{N_{1}}}$
功能	升压$V_{o}>V_{i},N_{2}>N_{1}$ 降压$V_{o}<V_{i},N_{2}<N_{1}$ 缓冲$V_{o}=V_{i},N_{2}=N_{1}$

参考文献

• 变压器