Question

变压器的应用

现在变压器应用在那些场合比较多，那些工厂用的多

Answer 1

理想变压器的原理
理想变压器的两个基本公式是：
（1）U1/U2=N1/N2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
（2）P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。虽然变压器从原理上讲是这样的

制作变压器的原理： 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。

简单讲变压器原理：
不妨拆开一个废旧的收音机中的变压器。可以看到，变压器里面主要是一块钢铁周围绕着两组铜线。这块钢铁称为铁芯，它是用软磁材料做的。铜线称为线圈，其中一组用来连接输入电流，称为初级线圈（N1），另一个连接后面的用电器，称为次级线圈（N2）。

如果N1通过一个交流电，那么它就会产生一个变换的磁场H，这样，铁芯处于磁场中会被磁化，产生变换的磁矩M。磁矩和磁场的和称为磁通B。可以想象初级线圈通过交流电后会在铁芯中产生来回变化的磁力线。

另一方面，次级线圈N2也是套在铁芯上的。根据电磁感应原理我们又知道，N2中间的面积中磁力线的变化一定会在N2中感生一个感应电压。如果N2后面接着用电器，那么N2中就会流过电流。这样，通过铁芯内部的变化的磁力线，电就从初级线圈传到了次级线圈。

变压器初级和次级线圈的电压和电流大小有固定的关系：电压和线圈的匝数成正比，而电流和匝数的平方成反比。这样，通过变压器，就实现了电压和电流的变换。

变压器原理虽然简单，但是变压器的形式却多种多样，大变压器可重达数十吨，而小变压器比钮扣还小。

二、变压器的分类：
分类按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。
按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。

变压器的主要部件有：
(1)器身：包括铁心、绕组、绝缘部件及引线。
(2)调压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调压
(3)油箱及冷却装置。
(4)保护装置：包括储油柜、安全气道、吸湿器、气体继电器、净油器和测温装置等。
(5)绝缘套管。

三、变压器参数
1、工作频率 变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。2、额定功率 在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。3、额定电压 指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。4、电压比 指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。5、空载电流 变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。6、空载损耗 指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。7、效率 指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。8、绝缘电阻 表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

电压比：
变压器两组线圈圈数分别为N1 和N2 ，N1 为初级，N2 为次级。在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端 就会产生感应电动势。当N2>N1 时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：当N2<N1 时，其感应电动势 低于初级电压，这种变压器称为降变压器。初级次级电压和线圈圈数间具有下列关系。

虽然理想变压器原理上不会有损耗，其实还是有的
当变压器的输出功率P2 等于输入功率P1 时，效率η 等于100%，变压器将不产生任何损耗。但实际上这种变压器是没有的。变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损。
铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损。
变压器的铁损包括两个方面。一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗。另一是涡流损耗，当变压器工作时。铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流。涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗。
变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。