電源變壓器的功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離，作為一種主要的軟磁電磁元件，在電源技術(shù)中和電力電子技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)傳送功率的大小，電源變壓器可以分為幾檔：10kVA以上為大功率，10kVA～0.5kVA為中功率，0.5kVA～25VA為小功率，25VA以下為微功率。傳送功率不同，電源變壓器的設(shè)計(jì)也不一樣，應(yīng)當(dāng)是不言而喻的。有人根據(jù)它的主要功能是功率傳送，把英文名稱“Power Transformers”譯成“功率變壓器”，在許多文獻(xiàn)資料中仍然在使用。究竟是叫“電源變壓器”，還是叫“功率變壓器”好呢？有待于科技術(shù)語方面的權(quán)威機(jī)構(gòu)來選擇決定。

幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，它原理簡(jiǎn)單但根據(jù)不同的使用場(chǎng)合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會(huì)有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯。

1.變壓器 ---- 靜止的電磁裝置

變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能

電壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。

變壓器原理

與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組，也稱初級(jí)繞組。

與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組，也稱次級(jí)繞組。

一次繞組的 二次繞組的

電壓相量 U1 電壓相量 U2

電流相量 I1 電流相量 I2

電動(dòng)勢(shì)相量 E1 電動(dòng)勢(shì)相量 E2

匝數(shù) N1 匝數(shù) N2

2.理想變壓器

不計(jì)一次、二次繞組的電阻和鐵耗，

其間耦合系數(shù)K=1 的變壓器稱之為理想變壓器

描述理想變壓器的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式為

e1(t) = -N1 d φ/dt

e2(t) = -N2 d φ/dt

若一次、二次繞組的電壓、電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值均按正弦規(guī)律變化，

則有

不計(jì)鐵心損失，根據(jù)能量守恒原理可得

由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系

令 K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比），則

變壓器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

1.鐵心

鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為 0.35 \0.3\0.27 mm，

表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝或繞制而成

鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分，鐵心柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用

鐵心結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種

2.繞組

繞組是變壓器的電路部分，

它是用雙絲包（紙包）絕緣扁線或漆包圓線繞成

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(shì)é1，é2，感應(yīng)電勢(shì)公式為：E=4.44fN?m

式中：E--感應(yīng)電勢(shì)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(shì)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)Satons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(shì)。

上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢(shì)平衡作用，變壓器就是通過磁勢(shì)平衡作用實(shí)現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。

對(duì)不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示.如電源變壓器的主要技述參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級(jí)、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能，對(duì)于一般低頻變壓器的主要技述參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。

A.電壓比：

變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級(jí)，N2為次級(jí).在初級(jí)線圈上加一交流電壓，在次級(jí)線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).當(dāng)N2>N1時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要比初級(jí)所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當(dāng)N2N2，V1>V2，該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器。

B.變壓器的效率：

在額定功率時(shí)，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即η=(P2÷P1)x100%式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率。

當(dāng)變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時(shí)，效率η等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗.但實(shí)際上這種變壓器是沒有的.變壓器傳輸電能時(shí)總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。

銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時(shí)，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗.由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。

變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面.一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過變壓器時(shí)，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗.另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí).鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流.渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高.反之，功率越小，效率也就越低。

C變壓器的功率

變壓器鐵心磁通和施加的電壓有關(guān)。在電流中勵(lì)磁電流不會(huì)隨著負(fù)載的增加而增加。雖然負(fù)載增加鐵心不會(huì)飽和，將使線圈的電阻損耗增加，超過額定容量由于線圈產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)的散出，線圈會(huì)損壞，假如你用的線圈是由超導(dǎo)材料組成，電流增大不會(huì)引起發(fā)熱，但變壓器內(nèi)部還有漏磁引起的阻抗，但電流增大，輸出電壓會(huì)下降，電流越大，輸出電壓越低，所以變壓器輸出功率不可能是無限的。假如你又說了，變壓器沒有阻抗，那么當(dāng)變壓器流過電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生特別大電動(dòng)力，很容易使變壓器線圈損壞，雖然你有了一臺(tái)功率無限的變壓器但不能用。只能這樣說，隨著超導(dǎo)材料和鐵心材料的發(fā)展，相同體積或重量的變壓器輸出功率會(huì)增大，但不是無限大！

電源變壓器標(biāo)稱功率、電壓、電流等參數(shù)的標(biāo)記，日久會(huì)脫落或消失。有的市售變壓器根本不標(biāo)注任何參數(shù)。這給使用帶來極大不便。下面介紹無標(biāo)記電源變壓器參數(shù)的判別方法。此方法對(duì)選購電源變壓器也有參考價(jià)值。

二、功率的估算

電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積，不論是E形殼式結(jié)構(gòu)，或是E形芯式結(jié)構(gòu)（包括C形結(jié)構(gòu)），均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面（矩形）面積。在測(cè)得鐵芯截面積S之后，即可按P=S2/1．5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。

例如：測(cè)得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2，估算其功率，得P=S2/1．5=72/1．5=33W?剔除各種誤差外，實(shí)際標(biāo)稱功率是30W。

三、各繞組電壓的測(cè)量

要使一個(gè)沒有標(biāo)記的電源變壓器利用起來，找出初級(jí)的繞阻，并區(qū)分次級(jí)繞組的輸出電壓是最基本的任務(wù)?，F(xiàn)以一實(shí)例說明判斷方法。

例：已知一電源變壓器，共10個(gè)接線端子。試判斷各繞組電壓。

第一步：分清繞組的組數(shù)，畫出電路圖。

用萬用表R×1擋測(cè)量，凡相通的端子即為一個(gè)繞組。現(xiàn)測(cè)得：兩兩相通的有3組，三個(gè)相通的有1組，還有一個(gè)端子與其他任何端子都不通。照上述測(cè)量結(jié)果，畫出電路圖，并編號(hào)。

從測(cè)量可知，該變壓器有4個(gè)繞組，其中標(biāo)號(hào)⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組，⑩號(hào)端子與任一繞組均不相通，是屏蔽層引出端子。

第二步：確定初級(jí)繞組。

對(duì)于降壓式電源變壓器，初級(jí)繞組的線徑較細(xì)，匝數(shù)也比次級(jí)繞組多。因此，像圖4這樣的降壓變壓器，其電阻最大的是初級(jí)繞組。

第三步：確定所有次級(jí)繞組的電壓。

在初級(jí)繞組上通過調(diào)壓器接入交流電，緩緩升壓直至220V。依次測(cè)量各繞組的空載電壓，標(biāo)注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態(tài)下較長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)熱，說明變壓器性能基本完好，也進(jìn)一步驗(yàn)證了判定的初級(jí)繞組是正確的。

四、各次級(jí)繞組最大電流的確定

變壓器次級(jí)繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測(cè)得。測(cè)出直徑后，依據(jù)公式I=2D2，可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。

1.電源變壓器的初級(jí)串聯(lián)

在變壓器計(jì)算式中有一個(gè)常數(shù)N稱為匝數(shù)比，它是初級(jí)匝數(shù)與次級(jí)匝數(shù)之比，初次級(jí)電壓比關(guān)系為N，而初次級(jí)電流比關(guān)系為1/N。例如：兩個(gè)初級(jí)為220V，次級(jí)為18V的變壓器，N為13，如果將兩個(gè)變壓器的初級(jí)串聯(lián)，則在單個(gè)次級(jí)上輸出電壓將降到9V以下。而這種情況是在單個(gè)變壓器的次級(jí)電壓高于成倍用電器電源使用情況下，可以將兩個(gè)或多個(gè)變壓器初級(jí)串聯(lián)使用。而如再將兩個(gè)次級(jí)串聯(lián)就沒有多大使用價(jià)值了。在此情況下，只要保證單個(gè)變壓器的功率要求，則次級(jí)輸出電壓不一定相同，它的輸出電壓計(jì)算為：V單=(V1次+V2次+……Vn次)/Vn。

2．電源變壓器的次級(jí)串聯(lián)電源變壓器的次級(jí)串聯(lián)是在單個(gè)功率滿足情況下，而次級(jí)輸出電壓不滿足時(shí)將兩個(gè)或多個(gè)變壓器的組合。如兩個(gè)變壓器的初級(jí)輸入為220V，次級(jí)輸出為18V時(shí)，如要給負(fù)載供33V電壓，則可以將兩個(gè)變壓器的次級(jí)串聯(lián)起來應(yīng)用。電源變壓器的次級(jí)串聯(lián)也是很容易的，不同的次級(jí)輸出只要保證單個(gè)變壓器功率的條件下也是可以將其次級(jí)串聯(lián)應(yīng)用的。在理想狀況下多個(gè)變壓器的初級(jí)輸入電壓相同時(shí)，總輸出計(jì)算式為：V總=V初單/(V1次+V2次+……Vn次)。

3.變壓器的初級(jí)并聯(lián)

這種情況是我們生活中常見的實(shí)例，多個(gè)不同供電的老式彩電中的遙控變壓器和主變壓器(電源開關(guān)變壓器)均屬于變壓器初級(jí)的并聯(lián)。^[1]

4. 變壓器的次級(jí)并聯(lián)

電源變壓器的次級(jí)并聯(lián)是在單個(gè)變壓器次級(jí)輸出電壓相同而單個(gè)功率不能滿足的情況下的應(yīng)用。其應(yīng)用是將多個(gè)變壓器的次級(jí)電流疊加，以滿足負(fù)載的功率需要。電源變壓器的次級(jí)并聯(lián)，可使輸出功率為多個(gè)變壓器功率之和。

電源變壓器的串聯(lián)應(yīng)用時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

(1)電源變壓器在串并聯(lián)時(shí)要注意變壓器的同名端，串聯(lián)應(yīng)用時(shí)要順串而不能反串：

(2)以上計(jì)算只是理想算法，而實(shí)際上在它們串并聯(lián)后的單個(gè)變壓器損耗是非常大的。每個(gè)電源變壓器的次級(jí)輸出電壓會(huì)比上式計(jì)算結(jié)果低的。

(3)不同次級(jí)輸出，次級(jí)串聯(lián)應(yīng)用時(shí)，可以是次級(jí)直接串聯(lián)，也可以在穩(wěn)壓后再串聯(lián)。

(4)電源電路中的共地是必須的。只有在一個(gè)參考點(diǎn)的條件下才能進(jìn)行電位比較和電壓計(jì)算。

(1)按相數(shù)分：

(1)單相電源變壓器：用于單相負(fù)荷和三相電源變壓器組。

(2)三相電源變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。

(2)按冷卻方式分：

(1)干式電源變壓器：依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線路等小容量電源變壓器。

(2)油浸式電源變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。

(3)按用途分：

(1)電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。

(2)儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置。

(3)試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生高壓，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)。

(4)特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。

(4)按繞組形式分：

(1)雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)。

(2)三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個(gè)電壓等級(jí)。

(3)自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。

(5)按鐵芯形式分：

(1)芯式變壓器：用于高壓的電力變壓器。

（2）非晶合金變壓器：非晶合金鐵芯變壓器是用新型導(dǎo)磁材料，空載電流下降約80%，是節(jié)能效果較理想的配電變 壓器，特別適用于農(nóng)村電網(wǎng)和發(fā)展中地區(qū)等負(fù)載率較低的地方。

(3)殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機(jī)等的電源變壓器。

2其實(shí)原理和普通變壓器一樣的，只不過他的原線圈就是它的副線圈```一般的變壓器是左邊一個(gè)原線圈通過電磁感應(yīng)，使右邊的副線圈產(chǎn)生電壓，自耦變壓器是自己影響自己。

3自耦變壓器是只有一個(gè)繞組的變壓器，當(dāng)作為降壓變壓器使用時(shí)，從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組；當(dāng)作為升壓變壓器使用時(shí)，外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時(shí)屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組，自耦變壓器的其余部分稱為串聯(lián)繞組，同容量的自藕變壓器與普通變壓器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且變壓器容量越大，電壓越高。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就越加突出。因此隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、電壓等級(jí)的提高和輸送容量的增大，自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價(jià)低而得到廣泛應(yīng)用。

由電磁感應(yīng)的原理可知,變壓器并不要有分開的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線圈也能達(dá)到變換電壓的目的。在圖1中,當(dāng)變壓器原繞組W1接入交流電源U1時(shí),變壓器原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在變壓器原繞組1,2,變壓器副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數(shù).在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值。這種原,副繞組直接串聯(lián),自行偶合的變壓器就叫自藕變壓器,又叫單圈變壓器。

普通變壓器的原,副繞組是互相絕緣的,只用磁的聯(lián)系而沒有電的聯(lián)系,依線圈組數(shù)的不同,這種變壓器又可分為雙圈變壓器或多圈變壓器.由電磁感應(yīng)的原理可知,并不要有分開的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線圈也能達(dá)到變換電壓的目的.在圖1中,當(dāng)原繞組W1接入交流電源U1時(shí),原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在原繞組1,2,,副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數(shù).在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.這種原,副繞組直接串聯(lián),自行偶合的變壓器稱為自耦變壓器,又叫單圈變壓器。

自耦變壓器中的電壓,電流和匝數(shù)的關(guān)系和變壓器,既:U1/U2=W1/W2=I2/I1=K

自耦變壓器最大特點(diǎn)是,副繞組是原繞組的一部分(如圖1的自耦降壓變壓器),或原繞組是副繞組的一部分(如圖2的自耦升壓變壓器)。

自藕變壓器原,副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的。

在忽略變壓器的激磁電流和損耗的下,可如下關(guān)系式

降壓:I2=I1+I,I=I2-I1

升壓:I2=I1-I,I=I1-I2

P1=U1I1,P2=U2I2

式中:

I1是原繞組電流,I2是副繞組電流

U1是原繞組電壓,U2是副繞組電壓

P1是原繞組功率,P2是副繞組功率

一般指連接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」(Primary coil);而跨于此線圈的電壓稱之為「一次電壓.」。在二次線圈的感應(yīng)電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈問的「匝數(shù)比」所決定的。因此，電源變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。 　 大部份的電源變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線圈?；阼F材的高導(dǎo)磁性，大部份磁通量局限在鐵芯里，因此，兩組線圈藉此可以獲得相當(dāng)高程度之磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵芯二者間緊密地結(jié)合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數(shù)比相同。因此，變壓器之匝數(shù)比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標(biāo)。由于此項(xiàng)升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長(zhǎng)途輸送電力更為經(jīng)濟(jì)，至于降壓變壓器，它使得電力運(yùn)用方面更加多元化，吾人可以如是說，倘無變壓器，則工業(yè)實(shí)無法達(dá)到發(fā)展的現(xiàn)況。

電源變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，并沒有明確的分界線。一般提供60Hz電力網(wǎng)絡(luò)之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個(gè)洲地區(qū)那般大的容量。電子裝置的電力限制，通常受限于整流、放大，與系統(tǒng)其它組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但如與電力系統(tǒng)發(fā)電能力相比較，它仍然歸屬于小電力之范圍。

各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統(tǒng)正常操作;提供系統(tǒng)中以不同電位操作部份得以電氣隔離;對(duì)交流電流提供高阻抗，但對(duì)直流則提供低的阻抗;在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應(yīng)?！缸杩埂蛊渲兄豁?xiàng)重要概念，亦即電子學(xué)特性之一，其乃預(yù)設(shè)一種設(shè)備，即當(dāng)電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個(gè)階層時(shí)，其間即使用到一種設(shè)備-變壓器。

變壓器---利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾?/div>

7.損耗

當(dāng)電源變壓器的初級(jí)繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯流動(dòng)，因?yàn)殍F芯本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢(shì)，這個(gè)電勢(shì)在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好像p一個(gè)旋渦所以稱為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵芯發(fā)熱電源變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制電源變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。　由于電源變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率，為此我們引入了一個(gè)效率的參數(shù)來對(duì)此進(jìn)行描述，η=輸出功率/輸入功率。

8.材料

要繞制一個(gè)電源變壓器我們必須對(duì)與電源變壓器有關(guān)的材料要有一定的認(rèn)識(shí)，為此這里我就介紹一下這方面的知識(shí)。

9.電源變壓器功率計(jì)算及應(yīng)用

     電源變壓器有鐵芯和線圈組成.電源變壓器線圈分初級(jí)線圈和次級(jí)線圈.在初級(jí)線圈中通交流電時(shí).電源變壓器鐵芯就產(chǎn)生了交變的磁場(chǎng).次級(jí)線圈就感應(yīng)出與初級(jí)頻率相同的交流電.電源變壓器線圈的圈數(shù)比等于電壓比.例如一個(gè)變壓器的初級(jí)線圈是880圈.次級(jí)是88圈.在初級(jí)接入220V電壓.次級(jí)就會(huì)輸出22V的交流電壓.電源變壓器不僅可以降壓也可升壓.遠(yuǎn)距離輸電一般都用電源變壓器升高電壓.在用電處再用電源變壓器降到我們所需要的電壓。
直流電源變壓器的說法不對(duì).直流電不能變壓.直流電要變換電壓首先要用電子元件將直流電變?yōu)榻涣麟?然后用變壓器變換電壓.這個(gè)設(shè)備叫逆變器.

電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積，不論是Ｅ形殼式結(jié)構(gòu)，或是Ｅ形芯式結(jié)構(gòu)（包括Ｃ形結(jié)構(gòu)），均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面（矩形）面積。在測(cè)得鐵芯截面積Ｓ之后，即可按Ｐ＝Ｓ2／１．５估算出變壓器的功率Ｐ。式中Ｓ的單位是ｃｍ2。
　　例如：測(cè)得某電源變壓器的鐵芯截面積Ｓ＝７ｃｍ2，估算其功率，得Ｐ＝Ｓ2／１．５＝７2／１．５＝３３Ｗ剔除各種誤差外，實(shí)際標(biāo)稱功率是３０Ｗ。

　　人造衛(wèi)星遠(yuǎn)離地面幾千至幾萬千米，為了使各種資料正確無誤發(fā)回地球，應(yīng)避免衛(wèi)星上 的各種儀器間的相互干擾和宇宙磁場(chǎng)的影響；在電信技術(shù)中，有些通信設(shè)備的線圈會(huì)產(chǎn)生互感；各種精密儀器儀表，為保持精確，必須避免雜散磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)的影響，這一切必須用到磁屏蔽。怎樣進(jìn)行磁屏蔽？可以先做一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)研究一下。

　　拿1塊銅板（或1張厚紙板）放在1塊永久磁鐵下面一定距離處，桌上放一根鐵針，使永久磁鐵和銅板（或厚紙板）一起慢慢往下移動(dòng)，當(dāng)永久磁鐵離桌面一定高度時(shí)，鐵針就被吸到銅板（或厚紙板）上，記下這個(gè)高度。

　　將銅板換成鐵板，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，這時(shí)永久磁鐵必須放得離鐵針更近時(shí)才能把鐵針吸到鐵板上，這表明鐵板擋住了一部分磁感線。如果用的是純鐵板，永久磁鐵必須放得更近才能吸起鐵針。這表明純鐵板擋住了更多的磁感線。

　　如用純鐵罩把永久磁鐵完全包圍起來，互相不接觸，即使鐵針再靠近一些純鐵罩，也不能被吸起來。這是因?yàn)殂~板或厚紙板是非磁性材料，磁感線可以毫無阻擋地穿過它們，所以鐵針很容易吸起來。鐵板是磁性材料，它的磁導(dǎo)率較大，有良好的導(dǎo)磁作用，凡進(jìn)入鐵板的磁感線大部分集中在鐵板里了。將純鐵做成屏蔽罩，把永久磁鐵封閉起來，永久磁鐵的磁感線絕大部分都集中在純鐵屏蔽罩內(nèi)。屏蔽罩約厚，屏蔽效果越好。如果永久磁鐵或其他能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體置于純鐵屏蔽罩外面，則罩外的磁感線也基本上不能進(jìn)入罩內(nèi)，對(duì)于罩內(nèi)的物體同樣可以免受罩外磁場(chǎng)的影響，從而達(dá)到了屏蔽目的。

　　對(duì)于高頻交變磁場(chǎng)，情況就迥然不同了。銅和鋁等導(dǎo)電性能良好的金屬反而是理想的磁屏蔽材料。銅罩之所以能夠屏蔽高頻交變磁場(chǎng)，其原因在于高頻交變磁場(chǎng)能在銅罩上引起很大的渦流，由于渦流的去磁作用，銅罩處的磁場(chǎng)大大減弱，以致罩內(nèi)的高頻交變磁場(chǎng)不能穿出罩外。同樣道理，罩外的高頻交變磁場(chǎng)也不能穿入罩內(nèi)，從而達(dá)到磁屏蔽的目的。通常金屬的電阻率越小，引起的渦流越大，用這種金屬做成的屏蔽罩屏蔽效果越好。鐵等磁性材料的電阻率一般都較大，引起的渦流就小，去磁作用就小；另一方面，磁性材料的高頻功率損耗大，屏蔽效果差，因此屏蔽高頻交變磁場(chǎng)時(shí)不采用磁性材料。

　　屏蔽的原理是相同的。但是在高頻情況下，目前還沒有導(dǎo)磁率很高的材料用于屏蔽。在低頻狀態(tài)下磁導(dǎo)率很高的材料，到了高頻狀態(tài)，磁導(dǎo)率就變得很低了。即使專用的高頻鐵氧體，也很難超過100，與低頻下硅鋼片或者純鐵數(shù)千上萬的磁導(dǎo)率相比差的很多，不能有效地聚集磁場(chǎng)。同時(shí)，這些材料都是一次性成型材料，燒制完成以后不能二次加工以適應(yīng)不同的需要。因此，才不得不使用渦流損耗、反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生反向磁場(chǎng)的方式來實(shí)現(xiàn)屏蔽。而產(chǎn)生渦流最好的材料，就是如純銅、純鋁等低電阻率的材料。