變壓器

變壓器（Transformer）是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。電路符號常用T當作編號的開頭。例： T01， T201等。

變壓器工作原理

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，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數不等的線圈構成，如圖所示。

變壓器原理

鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯系，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）。實際的變壓器是很復雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發熱）、鐵損（鐵心發熱）和漏磁（經空氣閉合的磁感應線）等，為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（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）即接近理想變壓器情況。

變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵心中便產生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡諧函數，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知，原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1，U2=e2（原線圈物理量用下角標1表示，副線圈物理量用下角標2表示），其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

變壓器線圈

變壓器線圈是一種線圈，變壓器里面需要線圈才能運轉。按相數分：（1）單相變壓器：用于單相負荷和三相變壓器組。（2）三相變壓器：用于三相系統的升、降電壓。按容量分：小型變壓器的線圈一般用帶有絕緣的圓銅線，大型的變壓器則用帶有絕緣層的扁銅線。

線圈通常分為層式和餅式兩種。線圈的線匝沿軸向按層依次排列連續繞制的，稱為層式線圈。每層如圓筒狀，這是考慮線圈具有較好的機械強度，不易變形和便于繞制。由兩層組成的線圈稱為雙層圓筒式；由多層組成的稱為多層圓筒式。

線圈的線匝沿徑向連續繞制成線餅（線段）后，再由許多線餅沿軸向排列組成的線圈稱為餅式線圈。如連續式、糾結式線圈均屬此類線圈形式。

變壓器線圈的幾種繞線方法

1》先繞初或次級線圈均可，通常選繞初級線圈后繞次級線圈，因為次級線圈的線徑相對較大，繞在外層使機械性能更為可靠。

2》初級線圈負載電壓較高，盡量順排繞向，線徑偏小難以順排繞時應盡量不要繞組匝數過大重疊，以免前、后繞組的電壓差過大容易擊穿短路。可以多層繞制，層與層之間應塾白臘紙作為繞組間的絕緣。

3》初、次級之間應用青殼紙或單面薄膜絕緣紙繞2層或3層加強絕緣。

變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線之線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流（具有某一已知頻率）流于其中之一組線圈時，于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓，而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。