变压器是一个将电能从一个交流 (AC) 电路传输到一个或多个电路。它用于改变电压。 具体来说,降低电压的变压器称为下行变压器(降压变压器),而增加电压的变压器称为上移变压器(升压变压器)。最后,可以增加和减少电压的变压器称为上下变压器。
变压器用于各种位置,例如,变压器通常内置在交流适配器中。
一、为什么我们需要使用变压器来改变电压:
众所周知,在较高电压下比在较低电压下可以更有效地供电。更具体地说,导线电阻引起的输电过程中的功率损耗与导线中流动的电流的平方成正比,而与电压的平方成反比。因此,相同的功率可以在更高的电压下传输,从而减少电流和由此产生的功率损耗。
1.降低电压:
因此,发电厂产生的电力以高电压传输,例如 500 kV 或 200 kV。 家用电器一般使用220V,而送往工厂和大型商业设施的电压一般为380V。在传输到相应的设施之前,使用作为传输点的变电站和变压器设施将电力转换为所需的电压。这种系统更实用,因为它很容易使用变压器来改变从发电厂传输的交流电(AC)电流的电压。
此外,电子设备往往具有不同的额定电压。例如,我们现在人手一部的智能手机和平板电脑需要 5V 的通用电压充电。然而,家用电源的电压是 220 V。因此,当智能手机和平板电脑从电源插座充电时,必须降低电压。在这种情况下,变压器用于转换电压。
同样,电子设备(如计算机)所需的交流适配器具有内置变压器,可将电压更改为适合操作相应设备的水平。
2.绝缘:
绝缘是变压器的另一个至关重要的作用。通常,变压器从电流中产生磁力,并根据法拉第电磁感应定律利用该力传输电力。因此,输入侧和输出侧的导体没有连接。因此,可以防止异常电流从一个电路流向另一个电路。换句话说,即使连接到输出侧的电气设备导致绝缘故障,变压器也能防止人员触电和漏电流。隔离变压器多用于医疗插座和断路预防。
综上所述,使用变压器主要有三个目的
A.提高发电厂的电力传输效率;
B.在额定电压水平下操作电气设备;
C.用于绝缘。
二、变压器的组成:
变压器的基本结构包括铁芯(铁芯),其周围缠绕有初级绕组和次级绕组。绕组也称为线圈。初级绕组和次级绕组不进行电气连接。当流过初级绕组的电流发生变化时,磁场也会发生变化。当磁场的方向和强度(磁通量)通过次级绕组时,次级线圈中会产生感应电动势。
因此,在次级绕组中流动的电流电压为 V1/V2 = N1/N2。因此,电压可以根据初级绕组和次级绕组的匝数进行转换。绕组框架称为线轴,绕组线称为电磁线,贯穿线圈的铁芯为铁芯。
一些无线充电器采用与变压器相同的原理,并利用感应电动势供电。
变压器用于改变交流电压,不能施加直流电 (DC)。当对变压器施加直流电压时,铁芯变成电磁铁,极性不变,通过次级绕组的磁通量保持不变。因此,不会发生电磁感应,并且不会在次级绕组中产生电流。
变压器采用线圈,但变压器和线圈有什么区别?事实上,线圈一词具有更广泛的含义。换句话说,它只是一种具有转换电压功能的线圈。但是,作为一个单元,转换电压的是变压器。
三、按变压器结构分类:
变压器有多种分类。其中之一考虑了绕组和铁芯的位置。因此,变压器分为铁芯形式(铁芯型)和壳体形式(壳体型)。在铁芯变压器中,绕组覆盖铁芯。在壳式变压器中,铁芯覆盖绕组。其他变压器分类标准包括支持的电压和相数、变压器冷却方法和抽头开关方法。
变压器中使用的磁芯根据其形状也分为不同的类型,如EI磁芯、EE磁芯、EER磁芯、PQ磁芯、环形磁芯、R磁芯和UU磁芯。
四、变压器按电压和应用分类:
变压器也按电力线电压分类。其中,专门为高压设计的变压器,可按相应的电压和使用位置分类如下。
1.超高压变压器(110,000 V以上):发电厂和变电站。
2.超高压变压器(20,000 V - 110,000 V):大型建筑工地和电气设备测试工地。
3.高压变压器(6,600V - 20,000V):工厂、医院和商业设施。
超高压变压器和特殊高压变压器位于室外围栏设施内。它们通常建在人为活动较少的地方,因为即使有人靠近,设备也会造成触电危险。
高压变压器用于为高功耗的大型设施供电。高压变压器通常安装在设施的屋顶或外墙上,并装在称为隔间的高压受电设施中。
五、以下是变压器中常用的典型术语的描述:
1.电力变压器(低频变压器、商用变压器):这些变压器将从典型插座获得的 50 Hz 或 60 Hz 交流电转换为适合操作电气设备的电压。
2.高频变压器:高频变压器用于高频设备,如无线通信和开关电源。
3.开关变压器(开关电源用变压器):开关变压器用于转换直流电压。直流电源通过开关转换为高频脉冲,然后通过变压器产生电磁感应,例如伪交流电,从而转换电压。
4.降噪变压器:降噪变压器利用其绝缘功能,将噪声源与噪声接收侧的电路分离,从而防止噪声的传输。
5.特斯拉线圈:由尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)发明的特斯拉线圈用于产生高频和高电压。原则上,它利用次级线圈的谐振。
6.扼流线圈(扼流变压器):扼流变压器是一种电感器(线圈),用于电源电路中,用作电源线的噪声滤波器。因此,当通过PWM或其他方式控制时,电压可以降压或升压。
7.逆变变压器:逆变变压器通常用于将直流电转换为交流电的逆变器。直流电转换为交流电,并使用逆变变压器升压。
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