1、工作原理

變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其餘的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數不等的線圈構成，如下圖所示。

鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由塗漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯繫，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。實際的變壓器是很複雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發熱）、鐵損（鐵心發熱）和漏磁（經空氣閉合的磁感應線）等，為了簡化討論這裡只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線圈開路原線圈線圈中的電流）。例如電力變壓器在滿載運行時（副線圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。

變壓器是利用電磁感應原理製成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵心中便產生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡諧函數，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知，原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1，U2=e2（原線圈物理量用下角標1表示，副線圈物理量用下角標2表示），其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等於其匝數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

進而得出：

U1/U2=N1/N2

在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1，即原、副線圈電流有效值大小與其匝數成反比，且相位差π。

進而可得

I1/ I2=N2/N1

理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高，可達90%以上。

2. 特徵參數

1）額定容量

指變壓器工作狀態下的輸出功率，用視在功率表示。用S_N 表示，單位為KVA或VA。

2）額定電壓

指單相或三相變壓器出線端子之間施加的電壓值。用U_N表示，單位為KV或V。一次額定電壓用U_N1 表示，二次額定電壓用U_N2表示。

3）額定電流

指在額定容量和允許溫升條件下，通過變壓器一、二次繞組出線端子的電流，用I_N表示，單位KA或A。一次繞組電流用I_N1表示，二次繞組電流用IU

4）額定頻率

批變壓器設計時所規定的運行頻率。用ƒ_N 表示，單位赫茲（HZ）。我國規定額定頻率為50HZ。

5）空載損耗

空載損耗也叫鐵損，指當以額定頻率的寶寶電壓施加於一側繞組的端子上，別一側繞組出線開路時，變壓器所吸取的有功功率，用P0表示，單位為W或KW。空載損耗主要為鐵芯中磁滯損耗和渦流損耗，其值大小與鐵芯材質、製作工藝密切相關，一般認為一臺變壓器的空載損耗不會隨負荷大小的變化而變化。

6）空載電流

變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對於50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等於磁化電流。用I₀

7）負載損耗

負載損耗也叫短路損耗、銅損，是指當帶分接的繞組接在其主分接位置上並接入額定頻率的電壓，另一側繞組的出線端子短路，流過繞組出線端子的電流為額定電流時，變壓器所消耗的有功功率，用P_K表示。單位為W或KW。負載損耗的大小取決於繞組的材質等，運行中的負載損耗大小隨負荷的變化而變化。

8）變比

批變壓器高壓側額定電壓與低壓側額定電壓之比，即U_N1/U_N2。

9）絕緣電阻

表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮溼程度有關.

10）阻抗電壓（%）

把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當二次繞組的短路電流等於額定值時,此時一次側所施加的電壓.一般以額定電壓的百分數表示.

11）相數

三相開頭以S表示，單相開頭以D表示。

12）聯結組標號

根據變壓器一、二次繞組的相位關係,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,稱為繞組的聯結組。為了區別不同的聯結組,常採用時鐘表示法,即把高壓側線電壓的相量作為時鐘的長針,固定在12上,低壓側線電壓的相量作為時鐘的短針,看短針指在哪一個數字上,就作為該聯結組的標號.如Dyn11表示一次繞組是（三角形）聯結，二次繞組是帶有中心點的（星形）聯結，組號為(11)點。

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