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課程內(nèi)容

《變壓器》
各種用電器的額定工作電壓可以各不相同，各種發(fā)電機的輸出電壓相差很大，為了能夠實現(xiàn)電壓的改變，以適應各種不同的需要，在交流電路中的變壓器就起到了這種作用，變壓器是改變交流電壓的設備。
一、變壓器原理
1、變壓器的構造
變壓器是由套在閉合鐵芯上的原、副兩線圈組成。
跟電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級線圈，跟負載連接的線圈叫副線圈，也叫次級線圈，兩線圈由絕緣導線繞制，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。
在原線圈上加上交變電壓，原線圈中就有交流電，在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，原、副線圈中都產(chǎn)生感應電動勢，若副線圈接有負載，就產(chǎn)生感應電流。——互感
2、變壓器的工作原理
（1）互感現(xiàn)象：在變壓器原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生互相感應的現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象。
（2）互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎
變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能到磁場能再到電能的轉化。
（3）變壓器只能工作在交流電路。
二、理想變壓器
1、不計漏磁，略去原、副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器，稱為理想變壓器。
實際變壓器（特別是大型變壓器）一般都可以看成是理想變壓器。
2、理想變壓器的工作規(guī)律
（1）電動勢關系
由于互感現(xiàn)象，沒有漏磁，原、副線圈中具有相同的△Φ/t，根據(jù)法拉第電磁感應定律有：
   E₁=n₁·△Φ/△t    E₂=n₂·△Φ/△t
   所以：E₁/E₂=n₁/n₂
（2）電壓關系
由于不計原、副線圈的電阻，因而：
   U₁=E₁，U₂=E₂
   所以：U₁/U₂=n₁/n₂
n₂＞n₁時，U₂＞U₁，這種變壓器叫做升壓變壓器。
n₂＜n₁時，U₂＜U₁，這種變壓器叫做降壓變壓器。
（3）電流關系
由于不存在各種電磁能量損失，輸入功率等于輸出功率P₁=P₂，即：U₁I₁=U₂I₂
   所以：I₁/I₂=U₂/U₁=n₂/n₁
變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細的導線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過電流大，應用較粗的導線繞制。
需要注意：
1、變壓器的電動勢、電壓關系對有一個或幾個副線圈的變壓器都成立，而電流關系只適用于有一個副線圈的變壓器，若為多個副線圈的變壓器，電流和匝數(shù)的關系要從功率關系導出。
2、變壓器的電動勢關系、電壓關系、電流關系是有效值（或最大值）間的關系，在某一瞬時其關系不成立。
3、變壓器雖能改變電壓、電流，但不能改變功率和頻率，輸入功率總等于輸出的總功率，次級交變電流的頻率總等于初級交變電流的頻率。
三、幾種常見的變壓器
互感器
互感器也是一種變壓器，它可以把不能直接測量的高電壓、大電流變換成低電壓、小電流后再測量。
（1）電壓互感器：把高電壓變成低電壓，變壓比U₁/U₂，在電路中的連接如圖所示。
（2）電流互感器：把大電流變成小電流，變流比I₁/I₂，在電路中的連接如圖所示。