变压器

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变压器是一种不使用任何移动部件,而利用磁耦合把电能从一个电路转移至另一个电路的电力装置,见图1。

图1: 变压器

当两个线圈如图2a和图2b所示放在一起时,在线圈A输入一个交变的电流,会使线圈A产生一个交变的磁场。如果线圈B和线圈A之间的距离很接近,线圈B会感应到此交变磁场并在线圈B产生感应电动势 (e.m.f.)。这个过程称为互感。

图2a: 由初级线圈所产生的磁力线不能到达次级线圈,因而没有感应电动势产生

图2b: 由初级线圈所产生的磁力线到达次级线圈,因而有感应电动势产生

变压器一般由两个不同圈数 (N1和N2) 且环绕在铁芯上的线圈制成,见图3。接驳交流电源的线圈称爲初级线圈 (Coil A),接驳负载的线圈则称为次级线圈 (Coil B)。

图3: 变压器的基本结构

两个线圈的电压比值相等于它们的圈数比值。

V1 / V2 = N1 / N2

功率P是电压V和电流I的乘积。一台理想的变压器的两级功率应该相等。变压器中P、V、I和N之间的关系如下所示

P = V1 x I1 = V2 x I2

I1 / I2 = V2 / V1 = N2 / N1

然而,在实际应用的变压器中会出现能量损耗,使输出功率减小。

变压器的三种基本应用如下:增加或降低电压或电流、作为阻抗匹配设备、用来把电路中的一个部份从整个电路中隔离 (无实际的连接)。

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