變壓器(biàn'ya'qì)(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。

介紹

變壓器的功能主要有：電壓變換；電流變換，阻抗變換；隔離；穩壓（磁飽和變壓器）；自耦變壓器；高壓變壓器（干式和油浸式）等，變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯，XED型，ED型CD型。

　　變壓器按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電抗器、抗干擾變壓器、防雷變壓器、箱式變電器試驗變壓器、轉角變壓器、大電流變壓器、勵磁變壓器。

　　變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線之線圈，並且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流於其中之一組線圈時，於另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓，而感應的電壓大小取決於兩線圈耦合及磁交鏈之程度。

　　一般指連接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」(Primary coil);而跨於此線圈的電壓稱之為「一次電壓」。在二次線圈的感應電壓可能大於或小於一次電壓，是由一次線圈與二次線圈間的「匝數比」所決定的。因此，變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。

　　大部分的變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線圈。基於鐵材的高導磁性，大部分磁通量局限在鐵芯裡，因此，兩組線圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵芯二者間緊密地結合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數比相同。因此，變壓器之匝數比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由於此項升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現代化電力系統之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟，至於降壓變壓器，它使得電力運用方面更加多元化，可以這樣說，沒有變壓器，現代工業實無法達到目前發展的現況。

電子變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，並沒有明確的分界線。一般提供50Hz電力網絡之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限制，通常受限於整流、放大，與系統其它組件的能力，其中有些部分屬放大電力者，但如與電力系統發電能力相比較，它仍然歸屬於小電力之範圍。

各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統正常操作；提供系統中以不同電位操作部分得以電氣隔離;對交流電流提供高阻抗，但對直流則提供低的阻抗；在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應。「阻抗」其中之一項重要概念，亦即電子學特性之一，其乃預設一種設備，即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個階層時，其間即使用到一種設備-變壓器。

　　變壓器又有其做試驗而用的，是試驗變壓器，分別可以分為充氣式，油浸式，干式等試驗變壓器，是發電廠、供電局及科研單位等廣大用戶的用來做交流耐壓試驗的基本試驗設備，通過了國家質量監督局的標準，用於對各種電氣產品、電器元件、絕緣材料等進行規定電壓下的絕緣強度試驗

　　變壓器---利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸的重要元件

　　1．變壓器---- 靜止的電磁裝置

　　變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能

　　電壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。

變壓器原理

　　與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組

　　與負載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組

　　一次繞組的二次繞組的

　　電壓相量U1 電壓相量U2

　　電流相量I1 電流相量I2

電動勢相量E1 電動勢相量E2

　　匝數N1 匝數N2

　　同時交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為φm ,該磁通量稱為主磁通

組成

　　變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組、絕緣、引線)、變壓器油、油箱

和冷卻裝置、調壓裝置、保護裝置(吸濕器、安全氣道、氣體繼電器、儲油櫃及測溫裝置等)和出線套管。

製作原理

　　在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。

工作原理

　　變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。

　　變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其餘的繞組叫次級線圈。

2.理想變壓器

　　不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗，

　　其間耦合係數K=1 的變壓器稱之為理想變壓器

　　描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為

　　e1(t) = -N1 d φ/dt

　　e2(t) = -N2 d φ/dt

　　若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規律變化，

　　則有

　　不計鐵芯損失，根據能量守恆原理可得

　　由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關係

　　令 K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比），則

　　二。變壓器的結構簡介

　　1．鐵芯

　　鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度分別為0.35 mm0.3mm0.27 mm，

　　表面塗有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成

　　鐵芯分為鐵芯柱和橫片倆部分，鐵芯柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用

　　鐵芯結構的基本形式有心式和殼式兩種

　　2．繞組

　　繞組是變壓器的電路部分，

　　它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成

　　變壓器的基本原理是電磁感應原理，現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理：當一次側繞組上加上電壓Ú1時，流過電流Í1，在鐵芯中就產生交變磁通Ø1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢É1，É2，感應電勢公式為：E=4.44fNØm

　　式中：E--感應電勢有效值

　　f--頻率

　　N--匝數

　　Øm--主磁通最大值

　　由於二次繞組與一次繞組匝數不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內阻抗壓降後，電壓Ú1和Ú2大小也就不同。

　　當變壓器二次側空載時，一次側僅流過主磁通的電流（Í0），這個電流稱為激磁電流。當二次側加負載流過負載電流Í2時，也在鐵芯中產生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流Í0，一部分為用來平衡Í2，所以這部分電流隨著Í2變化而變化。當電流乘以匝數時，就是磁勢。

　　上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實現了一、二次側的能量傳遞。

　　變壓器技術參數　對不同類型的變壓器都有相應的技術要求，可用相應的技術參數表示。如電源變壓器的主要技述參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能，對於一般低頻變壓器的主要技述參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等.

A.電壓比

　變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產生感應電動勢.當N2>N1時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2<N1時，其感應電動勢低於初級電壓，這種變壓器稱為降變壓器。初級次級電壓和線圈圈數間具有下列關係：

　　U1/U2=N1/N2

　　式中n稱為電壓比(圈數比).當n<1時，則N1>N2，U1>U2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器.

　　另有電流之比I1/I2=N2/N1

　　電功率P1=P2

　　注意上面的式子只在理想變壓器只有一個副線圈時成立

　　當有兩個副線圈時P1=P2+P3,U1/N1=U2/N2=U3/N3,電流則須利用電功率的關係式去求，有多個時依此推類

B.變壓器的效率

　　

　　在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即

　　η=(P2÷P1)x100%

　　式中η為變壓器的效率；P1為輸入功率，P2為輸出功率。

　　當變壓器的輸出功率P2等於輸入功率P1時，效率η等於100%，變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。

銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。由於線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。

　　變壓器的鐵損包括兩個方面：一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時，鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由於此電流自成閉合回路形成環流，且成漩渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

　　變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關係，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

C.變壓器的功率

　變壓器鐵芯磁通和施加的電壓有關。在電流中勵磁電流不會隨著負載的增加而增加。雖然負載增加鐵芯不會飽和，將使線圈的電阻損耗增加，超過額定容量由於線圈產生的熱量不能及時的散出，線圈會損壞，假如你用的線圈是由超導材料組成，電流增大不會引起發熱，但變壓器內部還有漏磁引起的阻抗，但電流增大，輸出電壓會下降，電流越大，輸出電壓越低，所以變壓器輸出功率不可能是無限的。假如你又說了，變壓器沒有阻抗，那麼當變壓器流過電流時會產生特別大電動力，很容易使變壓器線圈損壞，雖然你有了一台功率無限的變壓器但不能用。只能這樣說，隨著超導材料和鐵芯材料的發展，相同體積或重量的變壓器輸出功率會增大，但不是無限大！

原理

　　是變壓器的原理簡體圖，當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流I1並產生交變磁通1，它沿著鐵芯穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2，同時1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通1的存在就需要有一定的電能消耗，並且變壓器本身也有一定的損耗，儘管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。

　　如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，並因此而產生磁通2，2的方向與1相反，起了互相抵消的作用，使鐵芯中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結果使I1增大，可見初級電流與次級負載有密切關係。當次級負載電流加大時I1增加，1也增加，並且1增加部分正好補充了被2所抵消的那部分磁通，以保持鐵芯裡總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認為一個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據需要通過改變次級線圈的圈數而改變次級電壓，但是不能改變允許負載消耗的功率。

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