变压器的结构与工作原理详解

变压器能把某一数值的交流电压或交流电流变换为频率相同而大小不同的交流电压或交流电流。常见的变压器有单相变压器、三相变压器、自耦变压器和电焊变压器等。虽然变压器的种类较多，但其基本结构和工作原理都是相同的。

一、变压器的结构

变压器主要由铁心和绕组两大部分所组成。铁心是由涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成的，它是变压器的磁路（磁力线所通过的路径）部分。绕组就是线圈，它是变压器的电路部分。与电源相接的绕组称为一次绕组；与负载相接的绕组称为二次绕组。凡与一次侧相关的电压、电流、匝数和功率，分别用U₁、I₁、N₁和P₁来表示；凡与二次侧相关的电压、电流、匝数和功率，分别用U₂、I₂、N₂和P₂来表示。

二、变压器的工作原理

常见的变压器都是利用电磁感应原理而工作的，如图1-54所示，当变压器的一次绕组接入交流电压时，一次绕组就有变化的电流通过，该电流所产生的交变磁通就要穿过二次绕组，使二次绕组发生电磁感应现象，产生二次电压。若二次绕组是闭合的，则二次侧还有电流产生。

图1-54 变压器的工作原理示意图

1.电压与匝数的关系

由理论证明可知：

式中 U₁——一次交流电压的有效值（V）；

U₂——二次交流电压的有效值（V）；(www.xing528.com)

N₁——^一次绕组的匝数（匝）；

N₂——二次绕组的匝数（匝）；

n——^一次、二次的电压比，也是一次、二次的匝数比。

根据式（1-26）可知：当n＞1时，则N₁＞N₂，U₁＞U₂，这种变压器称为降压变压器；当n＜1时，则N₁＜N，U₁＜U₂，这种变压器称为升压变压器。

2.电流与匝数的关系

若变压器为理想变压器（即无电能损耗的变压器），则其输入功率等于输出功率，即

P₁＝P₂或I₁U₁＝I₂U₂

整理可得

即