電源的升壓降壓的原理
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其間接電源的繞組叫初級線圈,其他的繞組叫次級線圈。它能夠改換交流電壓、電流和阻抗。最簡略的鐵心變壓器由一個軟磁資料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成。
鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。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。一個線圈接交流電源稱為初級線圈(或原線圈),另一個線圈接用電器稱為次級線圈(或副線圈)。實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,為了簡化評論這兒只介紹抱負變壓器。抱負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行時(副線圈輸出額定功率)即挨近抱負變壓器情況。
變壓器是使用電磁感應(yīng)原理制成的停止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時,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)電動勢為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1表明,副線圈物理量用下角標2表明),其復有效值為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與其匝數(shù)成反比,且相位差π。
進而可得
I/ I=N/N
抱負變壓器原、副線圈的功率持平P=P。闡明抱負變壓器本身無功率損耗。實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90%以上。
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