變壓器的工作原理與制作

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，其余的繞組叫次級線圈。

一、分類

按冷卻方式分類：干式(自冷)變壓器、油浸(自冷)變壓器、氟化物(蒸發冷卻)變壓器。
按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環型變壓器、金屬箔變壓器。
按電源相數分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
按用途分類：電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

二、電源變壓器的特性參數

1工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。

2額定功率
在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規定溫升的輸出功率。

3額定電壓
指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規定值。

4電壓比
指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別。

5空載電流
變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流(產生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

6空載損耗：
指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗(銅損)，這部分損耗很小。

7效率
指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

8絕緣電阻
表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。

三、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數

1頻率響應
指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。

2通頻帶
如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當輸出電壓(輸入電壓保持不變)下降到0.707U0時的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。

3初、次級阻抗比
變壓器初、次級接入適當的阻抗Ro和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在*狀態，傳輸效率zui高。

四、原理演示

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(如上圖)：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zui大值

由于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，當略去內阻抗壓降后，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。

變壓器的制作原理
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。

變壓器與變頻器的區別
變頻器：通過它調整能夠達到所需要的用電頻率(50hz,60hz等)，來滿足我們對用電的特殊需要。

變壓器變頻器
變壓器：一般為“降壓器”，常見于小區附近或工廠附近，它的作用是將超高的電壓降到我們居民正常用電電壓，滿足人們的日常用電。