當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓u1加在初級(jí)線圈兩端時(shí),導(dǎo)線中就有交變電流i1并產(chǎn)生交變磁通ф1,它沿著鐵芯穿過初級(jí)線圈和次級(jí)線圈形成閉合的磁路。在次級(jí)線圈中感應(yīng)出互感電勢u2,同時(shí)ф1也會(huì)在初級(jí)線圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢e1,e1的方向與所加電壓u1方向相反而幅度相近,從而限制了i1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗,并且變壓器本身也有一定的損耗,盡管此時(shí)次級(jí)沒接負(fù)載,初級(jí)線圈中仍有一定的電流,這個(gè)電流我們稱為“空載電流”。
如果次級(jí)接上負(fù)載,次級(jí)線圈就產(chǎn)生電流i2,并因此而產(chǎn)生磁通ф2,ф2的方向與ф1相反,起了互相抵消的作用,使鐵芯中總的磁通量有所減少,從而使初級(jí)自感電壓e1減少,其結(jié)果使i1增大,可見初級(jí)電流與次級(jí)負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級(jí)負(fù)載電流加大時(shí)i1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好補(bǔ)充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持鐵芯里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗,可以認(rèn)為一個(gè)理想的變壓器次級(jí)負(fù)載消耗的功率也就是初級(jí)從電源取得的電功率。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級(jí)線圈的圈數(shù)而改變次級(jí)電壓,但是不能改變?cè)试S負(fù)載消耗的功率。
變壓器原理
變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理,現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓ú1時(shí),流過電流í1,在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?1,這些磁通稱為主磁通,在它作用下,兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢é1,é2,感應(yīng)電勢公式為:e=4.44fn?m
式中:e--感應(yīng)電勢有效值
f--頻率
n--匝數(shù)
?m--主磁通最大值
由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同,感應(yīng)電勢e1和e2大小也不同,當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后,電壓ú1和ú2大小也就不同。
當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時(shí),一次側(cè)僅流過主磁通的電流(í0),這個(gè)電流稱為激磁電流。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過負(fù)載電流í2時(shí),也在鐵芯中產(chǎn)生磁通,力圖改變主磁通,但一次電壓不變時(shí),主磁通是不變的,一次側(cè)就要流過兩部分電流,一部分為激磁電流í0,一部分為用來平衡í2,所以這部分電流隨著í2變化而變化。當(dāng)電流乘以匝數(shù)時(shí),就是磁勢。
上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢平衡作用,變壓器就是通過磁勢平衡作用實(shí)現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。