變壓器
變壓器也是一種電感器。它是利用兩個(gè) 電感線圈靠近時(shí)的互感現(xiàn)象工作的，是電子產(chǎn)品中十分常見的元件。變壓器是將兩組或兩組以上線圈繞在同一骨架上，并在繞好的線圈中插入鐵芯或磁芯等導(dǎo)磁材料而構(gòu)成，它在電路中起電壓變換和阻抗變換等作用。

變壓器變壓器的種類、主要參數(shù)1

變壓器發(fā)展歷史

法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個(gè)“電感環(huán)”，稱為“法拉第感應(yīng)線圈”，實(shí)際上是世界上第一只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應(yīng)原理，并沒有考慮過它可以有實(shí)際的用途。

1881年，路森·戈拉爾(Lucien Gaulard)和約翰·狄克遜·吉布斯(John Dixon Gibbs)在倫敦展示一種稱為“二次手發(fā)電機(jī)”的設(shè)備，然后把這項(xiàng)技術(shù)賣給了美國(guó)西屋公司， 這可能是第一個(gè)實(shí)用的電力變壓器，但并不是最早的變壓器。

1884年，路森·戈拉爾和約翰·狄克遜·吉布斯在采用電力照明的意大利都靈市展示了他們的設(shè)備。早期變壓器采用直線型鐵心，后來被更有效的環(huán)形鐵心取代。

西屋公司的工程師威廉·史坦雷從喬治·威斯汀豪斯、路森·戈拉爾與約翰·狄克遜·吉布斯買來變壓器專利以后，在1885年制造了第一臺(tái)實(shí)用的變壓器。后來變壓器的鐵心由E型的鐵片疊合而成，并于1886年開始商業(yè)運(yùn)用。

變壓器變壓原理首先由法拉第發(fā)現(xiàn)，但是直到十九世紀(jì)80年代才開始實(shí)際應(yīng)用。在發(fā)電場(chǎng)應(yīng)該輸出直流電和交流電的競(jìng)爭(zhēng)中，交流電能夠使用變壓器是其優(yōu)勢(shì)之一。變壓器可以將電能轉(zhuǎn)換成高電壓低電流形式，然后再轉(zhuǎn)換回去，因此大大減小了電能在輸送過程中的損失，使得電能的經(jīng)濟(jì)輸送距離達(dá)到更遠(yuǎn)。如此一來，發(fā)電廠就可以建在遠(yuǎn)離用電的地方。世界大多數(shù)電力經(jīng)過一系列的變壓最終才到達(dá)用戶那里的。

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變壓器的種類和用途

常見變壓器的電路符號(hào)如下圖所示。

1．按工作頻率分類

工頻變壓器：工作頻率為50Hz或60Hz；

中頻變壓器：工作頻率為400Hz或1kHz；

音頻變壓器：工作頻率為20Hz或20kHz；

超音頻變壓器：20kHz以上，不超過100kHz；

高頻變壓器：工作頻率通常為上kHz至上百kHz以上。?

2．按用途分類

電源變壓器：用于提供電子設(shè)備所需電源的變壓器；

音頻變壓器：用于音頻放大電路和音響設(shè)備的變壓器；

中周變壓器：中周變壓器(中周)是超外差式收音機(jī)和電視機(jī)中的重要元件。

行輸出變壓器：又稱逆行程變壓器，接在電視機(jī)行掃描的輸出級(jí)。

脈沖變壓器：工作在脈沖電路中的變壓器，其波形一般為單極性矩形脈沖波。

特種變壓器：具有一種特殊功能的變壓器，如參量變壓器、穩(wěn)壓變壓器、超隔離變壓器、傳輸線變壓器、漏磁變壓器。

開關(guān)電源變壓器：用于開關(guān)電源電路中的變壓器。

通信變壓器：用于通信網(wǎng)絡(luò)中起隔直、濾波的變壓器。?

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變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鐵芯和繞組是變壓器的最基本組成部分，此外還有一些輔助部件。變壓器骨架是線圈與鐵芯之間的絕緣物，是線圈繞制過程的托架。骨架有圓形和方形等幾種。骨架構(gòu)成材料有：絕緣紙、膠木板、塑料等。變壓器芯子通常有硅鋼片、坡莫合金(導(dǎo)磁合金)、鐵氧體等材料制成。

1．高中頻變壓器的結(jié)構(gòu)

(1)固定磁芯變壓器。磁芯變壓器由兩個(gè)以上線圈與固定磁芯組成。磁芯變壓器一般為高頻變壓器，如收音機(jī)天線線圈便屬于磁芯變壓器。

(2)可調(diào)磁芯變壓器。可調(diào)磁芯變壓器一般為中頻變壓器，頻率范圍從幾kHz到幾十Hz。它由兩組導(dǎo)線繞制在同一芯子上，并在芯子上或芯子里加一個(gè)磁帽或磁芯組成。調(diào)整磁帽或磁芯便可改變中頻變壓器電感量大小。因此中頻變壓器除具有電壓、阻抗變換作用外，還具有在某一頻率諧振的特性。這種可調(diào)磁芯變壓器多用于無(wú)線電接收機(jī)的中頻變壓器。

2．低頻變壓器的結(jié)構(gòu)

在兩組或多組線圈中插入硅鋼片組成低頻變壓器。因低頻變壓器芯子中插入了硅鋼片，有時(shí)又稱鐵芯變壓器。低頻變壓器可分為電源變壓器、耦合變壓器、推動(dòng)變壓器以及音頻輸入變壓器、輸出變壓器等種類。?

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變壓器的主要參數(shù)

1．額定電壓和額定電流

(1)初級(jí)額定電壓通常指變壓器一次側(cè)繞組按規(guī)定應(yīng)加上的電壓值(U₁) ；次級(jí)額定電壓指初級(jí)加上額定電壓時(shí)，二次側(cè)輸出的電壓有效值(U₂)。若變壓器的變壓比為：

n=U_1?/ U₂=N_1?/ N₂

(2)額定電流指變壓器初級(jí)加上額定電壓并滿負(fù)荷工作時(shí)，

初級(jí)輸入電流(I₁)和次級(jí)的輸出電流(I₂)。變壓器電流關(guān)系為：

U_1?/ U₂=I_2?/ I₁

2．變壓器的額定容量與效率 ?

變壓器額定容量指變壓器在額定工作條件下變壓器的輸出能力。對(duì)于大功率變壓器，可用次級(jí)繞組的額定電壓與額定電流的乘積來表示。對(duì)于小功率電源變壓器而言，由于工作情況不同，初、次級(jí)容量應(yīng)分別計(jì)算。

一般來講，變壓器容量越大，其效率越高；變壓器容量越小，效率越低。例如10W以下變壓器的效率僅為60%～70%，而100W以上變壓器的效率高達(dá)90%以上。

3．額定頻率

額定頻率指變壓器正常工作的電壓頻率值。一般情況下額定頻率為50Hz。

4．空載電流

當(dāng)電源變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)繞組仍有一定的電流流過，這個(gè)電流便是變壓器的空載電流。

5．溫升

溫升指變壓器在額定負(fù)載下工作到熱穩(wěn)定后，其線包的平均溫度與環(huán)境溫度之差。

6．工作溫度等級(jí)

根據(jù)變壓器采用的絕緣材料壽命而規(guī)定允許的工作溫度，用級(jí)別表示。

總結(jié)

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