最簡單的無線傳電原理,什麼是變壓器?交流電比直流電有啥好處?

最簡單的無線傳電裝置就是生活中常見的變壓器,它由兩組線圈組成,分別是初級和次級線圈。如下圖所示

最簡單的無線傳電原理,什麼是變壓器?交流電比直流電有啥好處?

根據電磁感應原理,變化的電流周圍會產生磁場,變化的磁場又會感應出電磁場,當左邊初級線圈中有變化的電流時,會在空間中感應出變化的磁場,變化的磁場磁感線穿過右邊副線圈時就會在副線圈中感應出變化的電場出來。可以看到,左邊的初級線圈和右邊的次級線圈之間是並沒有用導線連接的,電能量卻從左邊傳到了右邊。這就是最簡單的無線傳電,點能通過先轉化為看不見摸不著的電磁能再轉換為電能實現了短距離的無線傳輸。由於左邊電流產生的磁場並沒有完全傳遞到右邊線圈,故會有很多能量丟失,於是如上圖所示,給兩個線圈之間加上一個導磁的鐵芯,這樣左邊線圈中電流產生的磁場就更好的通過鐵芯傳遞到右邊線圈,從而提高了變壓器傳輸效率。

變壓器變壓和線圈的關係

在一般的電力變壓器中,繞組電阻壓降很小,可以忽略不計,因此在原邊繞組中可以認為電壓U1=E1。由於副邊繞組開路,電流I2=0,它的端電壓U2與感應電動勢E2相等,即U2=E2。所以由上面的原、副邊感應電動勢公式得:

最簡單的無線傳電原理,什麼是變壓器?交流電比直流電有啥好處?

公式中K為原邊電壓U1和副邊電壓U2之比,這個K的數值稱為變壓器的變壓比。

由上是表明,變壓器原、副邊繞組的電壓比等於原、副繞組的匝數比,因此如果要原、副邊繞組有不同的電壓,只要改變他們的匝數即可。當N1>N2時,K>1,變壓器降壓;當N1<N2時,K<1,變壓器升壓。

從上可以知道,只有交流電信號才能產生磁場,並利用變壓器進行升壓降壓。而電能升壓降壓對是很有用的,高壓傳輸對電能的損耗會比低壓小很多。所以這就是為什麼中國的電網採用特高壓技術的原因。在電能傳輸上可以看出交流電是要優於直流電的傳輸效率的。而交流電轉換為直流電也是很方便的。


分享到:


相關文章: