電源的升壓降壓的原理
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其間接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其他的繞組叫次級(jí)線圈。它能夠改換交流電壓、電流和阻抗。最簡(jiǎn)略的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁資料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成。
鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了削減鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線圈之間沒有電的聯(lián)絡(luò),線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級(jí)線圈(或原線圈),另一個(gè)線圈接用電器稱為次級(jí)線圈(或副線圈)。實(shí)踐的變壓器是很雜亂的,不可避免地存在銅損(線圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線)等,為了簡(jiǎn)化評(píng)論這兒只介紹抱負(fù)變壓器。抱負(fù)變壓器建立的條件是:疏忽漏磁通,疏忽原、副線圈的電阻,疏忽鐵心的損耗,疏忽空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)(副線圈輸出額定功率)即挨近抱負(fù)變壓器情況。
變壓器是使用電磁感應(yīng)原理制成的停止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí),鐵心中便發(fā)生交變磁通,交變磁通用φ表明。原、副線圈中的φ是一樣的,φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=-Ndφ/dt、e2=-Ndφ/dt。式中N1、N為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U=-e,U=e(原線圈物理量用下角標(biāo)1表明,副線圈物理量用下角標(biāo)2表明),其復(fù)有效值為U=-E=jNωΦ、U=E=-NωΦ,令k=N/N,稱變壓器的變比。由上式可得U/ U=-N/N=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比并且原、副線圈電壓的位相差為π。
進(jìn)而得出:
U/U=N/N
在空載電流能夠疏忽的情況下,有I/ I=-N/N,即原、副線圈電流有效值巨細(xì)與其匝數(shù)成反比,且相位差π。
進(jìn)而可得
I/ I=N/N
抱負(fù)變壓器原、副線圈的功率持平P=P。闡明抱負(fù)變壓器本身無(wú)功率損耗。實(shí)踐變壓器總存在損耗,其功率為η=P/P。電力變壓器的功率很高,可達(dá)90%以上。
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