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[导读]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。

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。

变压器的工作原理是两个线圈的互感或法拉第电磁感应定律。当初级线圈中的电流发生变化时,连接到次级线圈的磁通量也会发生变化。因此,由于法拉第电磁感应定律,在次级线圈中感应出 EMF。变压器基于两个原理:首先,电流可以产生磁场(电磁),其次,线圈内不断变化的磁场会在线圈两端感应出电压(电磁感应)。改变初级线圈中的电流会改变产生的磁通量。变化的磁通量在次级线圈中感应出电压。

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。

感应电流产生的磁场是感应磁场,其判断方法如下:

(1)电流产生的磁场:用右手螺旋定则判断

安培定则,也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

(2)感应电流产生的磁场:用楞次定律判断

楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

原来磁场的磁通量减小时,感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同;感应电流产生的磁场阻碍原来磁场的减小,使它增加。

原来磁场的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与原来磁场方向相反;感应电流产生的磁场阻碍原来磁场的增加,使它减小。

3. 电磁感应中磁通量和电流的关系图

电流的变化率决定磁通量的变化率,磁通量的变化率决定感应电流的大小,感应电流的大小影响到电流的变化率 E=L*(ΔI/Δt)(自感电动势)

磁通量用字母Φ表示,电流用I表示,磁感应强度为B(区别于磁场强度H,该量指的是磁场源的强弱),磁通量等于磁感应强度乘以磁路有效截面,也就是Φ=B*S,通过线圈的电流I和线圈的匝数N的乘积为磁势F(可以类比为电路中的电势),也叫安匝数,

4. 电磁感应与磁通量的关系

电磁感应又称磁电感应现象,是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动,导体中就会产生电流的现象。这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。

电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现,是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。

电磁感应现象的发现,标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明,电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。

这就是变压器的工作原理,如果觉得复杂,只需要记住:初级线圈和次级线圈是通过磁耦合的,对于电源来说,它就好像直接在给负载供电一样。


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