变压器的基本结构/工作原理/功能

在日常生活中，各种用电设备所需的电压并不相同，例如机床上的照明灯需要36伏的安全电压，一般半导体收音机的电源电压不超过10V，手机电压是3.5V到4.5V，而电视机显像管却需要一万V以上的高电压，你知道怎么得到这些不同的电压吗？

变压器就是改变交流电压的设备。本文将从三个方面去讲，分别是变压器的基本结构，变压器的工作原理及变压器的功能。

变压器的基本结构

变压器主要由铁芯和绕组构成。铁芯是变压器的磁路通道，多用两侧涂油，喷漆使片与片之间互相绝缘的，厚度为0.35到0.5mm的硅钢片叠成。绕组是变压器的电路部分，由一定匝数的气包线绕制而成。与电源相连的，我们把它称作初级绕组，也称作是一次绕组。与负载相连的，我们把它称作次级绕组，也称作是二次绕组，或者是副边绕组。

铁芯结构的基本形式，有心式和壳式，心式结构的变压器铁芯柱被绕组所包围。简单地说，就是绕组包围着铁芯，结构比较简单，装配和绝缘比较容易，所以变压器常常采用心式结构。

壳式结构则是铁芯包围着绕组。壳式结构的变压器，机械强度较高，露齿角，但是其制造工艺复杂，使用材料较多，通常只用于低压大电流的变压器或小容量的电源变压器中。

变压器的工作原理

当一次绕组接通交流电源时，二次绕组接的灯泡就会发光，这是一个什么道理呢？这就需要根据电磁感应原理来说明，当一次绕组接通交流电源时，在铁芯中产生交变的磁通，由于一次绕组，二次绕组套在同一铁芯柱上。铁芯中的交变磁通从同时穿越一次绕组和二次绕组，于是在两次绕组中都产生感应电动势。

对于负载来说，二次绕组的感应电动势相当于是电源。二次绕组的电流流过，使灯泡发光。变压器将一次侧交变电压电流通过电磁感应转换成二次侧的电压电流，其大小与一次侧不同或者是相同，从而达到电能传输的目的。传递时电源频率不变，这就是变压器的基本工作原理。

变压器的功能

1.变压器的电压变换作用

变压器的一次侧外加交流电压，二次绕组开路时，我们把它称作变压器的空载运行状态。

这时交变的磁通穿过和，分别在两个线圈中产生感应电压和。

一次侧外加的电压约等于，二次侧产生的空载电压=。就可以得到这样的一个关系，一次侧外加电压除以二次侧的空载电压等于除以，把它记作K。K称作变压比，简称变比。

显然改变线圈绕组的匝数即可实现电压的变换，并且K大于1时为降压变压器，K小于1时为升压变压器。

2.变压器的电流变换作用

当二次绕组接入负载时称为变压器的负载运行。变压器在负载运行时，一次侧电流由空载电流变成，二次侧产生负载电流，而电压相应的变为。变压器负载运行时，二次侧电流产生副边磁动势，该磁动势对起削弱作用。

根据主磁通原理，只要电源电压和频率不变，铁芯中的工作主磁通♆的数值将维持不变。因此，原边电流相应的增大为，原边磁动势也增大为，增大的部分恰好与二次侧磁动势相平衡。此时的磁动势方程式为

磁动势平衡方程式告诉我们，变压器二次侧电流的大小是由负载决定的，但二次侧的能量来源于一次侧。两侧电路并没有直接的电的联系，而是通过磁耦合把能量从原边传递到副边。

变压器铁芯的磁导率很高，因此满足工作主磁通需要的磁动势很小，和相比可忽略不计，所以磁动势平衡方程式又可改为

由上式可以得出

把1/K称作变流比。变压器在能量传递的过程中损耗很小，因此，一次侧和二次侧的容量近似相等。就有

能量传递过程中变压器在变换电压的同时也变换了电流。

总结

1.变压器由套在闭合铁芯上的原、副线圈组成，电磁感应是变压器工作的基础。

2.对于理想变压器，有

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