变压器的原理主要是电磁感应现象。变压器的主要作用是通过提升电压,以减小电流在传输过程中的热损耗,并且通过降压使得用户可以用到电压合适的电。在电流通过线路进行远距离传输时,电线的电阻中会有电流的热效应,即电流产生的热量与电流强度的平方和电阻值分别成正比(安培定则)。
这样一部分电能就会在传输的路程中以热能的形式消耗掉,输电线路越长,这部分消耗也就越大。在实际生产中为了减小电线的热消耗,一般都采用提前升高电压、减少电流的高压输电方法。当这种高压电输送到变电站,在那里把电压降下来,在从变电站输入我们千家万户的。在这个过程中,电压的变化就是通过变压器来实现的。
变压器的作用:电能经过变电站的线路接通,电能从电厂经过变电站升压后,再经高压输电线到用户区的变电站,在变电站被降压后,最后输送到用户。
自制变压器:
一条长电缆的两头分别与电压表的正负极相连,观众拿起电缆绕在展台中央的金属柱子上,绕一圈电压表显示一个读数,再绕一圈读数,增大一点,绕的越多,电压表的读数将越大。
当变压器一次侧施加交流电压U1,流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通,使一次绕组和二次绕组发生电磁联系,根据电磁感应原理,交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势,其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比,绕组匝数多的一侧电压高,绕组匝数少的一侧电压低,当变压器二次侧开路,即变压器空载时,一二次端电压与一二次绕组匝数成正比,变压器起到变换电压的目的。
当变压器二次侧接入负载后,在电动势E2的作用下,将有二次电流通过,该电流产生的电动势,也将作用在同一铁芯上,起到反向去磁作用,但因主磁通取决于电源电压,而U1基本保持不变,故一次绕组电流必将自动增加一个分量产生磁动势F1,以抵消二次绕组电流所产生的磁动势F2,在一二次绕组电流L1、L2作用下,作用在铁芯上的总磁动势(不计空载电流I0),F1+F2=0, 由于F1=I1N1,F2=I2N2,故 I1N1+I2N2=0,由式可知,I1和I2同相,所以
I1/I2=N2/N1=1/K
由式可知,一二次电流比与一二次电压比互为倒数,变压器一二次绕组功率基本不变,(因变压器自身损耗较其传输功率相对较小),二次绕组电流I2的大小取决于负载的需要,所以一次绕组电流I1的大小也取决于负载的需要,变压器起到了功率传递的作用。
变压器原理:
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应电势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应,变换电压,电流和阻抗的器件。
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电磁感应原理