电源变压器的输入和输出电压、功率、频率等信息-变压器原理

2.1.1　变压器简介

变压器可将某一交变电压转换成同频的另一电压，其专门用于变换交流信号的电压。变压器主要由铁芯和线圈（又称绕组）组成。变压器的结构和图形符号如图7－3所示。

图7－3　变压器的结构和图形符号

（a）芯式；（b）壳式；（c）图形符号

1.铁芯

变压器铁芯的作用是构成磁路。为了减小涡流和磁滞损耗，铁芯用具有绝缘层的硅钢片叠成。变压器的铁芯一般分为芯式和壳式两大类。

2.线圈（绕组）

接电源的绕组称为初级绕组，接负载的绕组称为次级绕组。

图7－4所示为一个电源变压器，正规厂家会在变压器外壳上贴一个铭牌，上面标明该变压器的输入电压（初级管脚）、输出电压（次级管脚）、额定功率、工作频率等信息。图7－4所示的变压器是一个将220VAC（初级）降成9VAC（次级）的电源变压器。如果把初级管脚接到220VAC中，可从次级管脚检测到约9VAC的电压。

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图7－4　电源变压器（单绕组）

2.1.2　变压器的变压原理

为了分析问题方便，我们将互相绝缘的两个绕组分别画在两个铁柱上。与电源相连的绕组称为初级绕组（或称一次绕组、原绕组、原边），与其有关的各个物理量均标有下标1。与负载相连的绕组称为次级绕组（或二次绕组、副绕组、副边），与其有关的各个物理量均标有下标2。变压器的初级线圈和次级线圈两端的电压之比等于线圈的匝数比，其公式为

式中，U1为初级线圈的两端电压；U2为次级线圈两端电压；N1为初级线圈匝数；N2为次级线圈匝数。

变压器之所以能变换电压，主要是利用互感的原理。当初级绕组接上交流电源后，交变电流即在铁芯中产生交变磁场，磁感线绝大部分都在闭合的铁芯中通过。磁感线不光在初级绕组中产生感应电动势，而且由于磁感线穿过次级绕组，从而也在次级绕组中产生感应电动势，如图7－5所示。由此可见，变压器是利用电磁感应原理，将能量从一个绕组传输到另一个绕组而进行工作的。

图7－5　变压器工作原理图

变压器的特点是对交流信号进行变换，而对直流信号不起作用，所以不能用变压器变换电池电压。因此，变压器在电路中的功能主要有三个：通交流隔直流、交流电压变换、阻抗变换。