Question

为什么工作频率越高的变压器体积越小？

Answer 1

我们知道，变压器铁心材料都有饱和限制，所以磁场强度的峰值都有限制。\x0d\x0a而交流电的电流、磁场强度、磁通量都是正弦信号。\x0d\x0a我们知道，同样幅度的正弦信号，频率越高，信号的“变化率”的峰值也越大（正弦信号过零的瞬间是“变化率”的峰值，而信号峰值时变化率是0）。\x0d\x0a同时，感生电压又是由磁通量的变化率决定的。\x0d\x0a所以，同样的每匝电压，频率越高，需要的磁通量的峰值，就可以越小。\x0d\x0a但是上面已经说过，磁场强度的峰值是有限制的。故磁通量要求小了，铁芯的横截面积就可以小。\x0d\x0a\x0d\x0a上面的分析，是假定同样的每匝电压。而每匝电压这就和功率有关了。因此，也就是假定同样的功率。\x0d\x0a假如功率小一些，电流也就小一些，允许的导线细一些，电阻稍大一些，就允许增加匝数，\x0d\x0a这样，每匝的电压也就减小了，同样可以减小磁通量的要求。进而减小体积。\x0d\x0a\x0d\x0a还有，上面的分析，是假定材料一定，即饱和磁场强度一定。\x0d\x0a当然，如果采用了具有更高饱和磁场强度的材料，也可以减小体积的。我们知道，现在的变压器，和几十年前的同样规模变压器相比，现在的体积要小得多，就是因为现在采用了新型铁芯材料。