成雪濤

變壓器是如何改變電壓的?

●變壓器是將一種交流電壓變換成頻率相同而電壓不同的另一種交流電壓的靜止電氣設備。變壓器的應用範圍異常廣泛,在電力系統中常用它來升高電壓減小電流,以降低輸電過程中的功率損耗和節約輸電線路有色金屬的消耗;用戶又用變壓器來降低電壓,以保證用電過程的安全。

●上述變壓器稱為電力變壓器。在電子設備中的變壓器,除用來變換電壓外,還常用它來變換阻抗,傳遞信號。例如輸出變壓器、耦合變壓器等。根據變壓器的用途和結構上的不同,它可分電力變壓器、自播變壓器、電壓互感器、電流互感器、電焊變壓器等多種。從品種上講雖名目繁多,但其工作原理是相同的,均屬於鐵心線圈在交流電路中的應用。故在討論變壓器之前,首先對具有鐵心線圈的交流電路作簡單的分析。

●含有鐵心線圈的交流電路:

變壓器、交流電動機、交流電磁鐵等電氣設備,在工作過程中都需要依靠磁通來傳遞或轉換能量,這個磁通稱為主磁通,也叫工作磁通,用Φ表示。Φ由線圈中的勵磁電流產生。下圖所示為鐵心線圈電路。

上圖為單相變壓器工作原理示意圖圖形符號圖, 圖中箭頭表示電路中電壓、電流和電動勢的正方向。對含有鐵心線圈的交流電路,現從以下三方面進行分析。

一、電磁關係

●上述電路在正弦電壓作用下,線圈中便有電流i通過,當電流通過匝數為N的線圈時會產生磁通勢iN,由於鐵心的磁導率遠遠,大於空氣的磁導率,所以絕大部分磁通將沿鐵心而閉合,這部分沿鐵心閉合的磁通稱為主磁通(工作磁通),用Φ表示。此外,還有極少部分磁通,經過空氣而閉合,這部分磁通稱為漏磁通,用Φs表示。見下圖所示。

這兩部分磁通將分別在線圈中產生感應電動勢即主磁電動勢e和漏磁電動勢es,其電磁關係可表示為:

u→i(iN)→Φ→e=-N*dΦ/di

u→i(iN)→Φs→es=-N*dΦs/dt

=-Ls*di/dt

因為漏磁通經過空氣而閉合,所以勵磁電流i與 Φs之間成線性關係,其電感量為常數,用常數Ls表示鐵心的漏磁電感。由上式可知, Ls=NΦs/i,故其電磁關係可進一步用es=-Ls*di/dt表示。

由於鐵心的磁導率不為常數,故勵磁電流i與主磁通 之間不存在線性關係,即主磁電感工不為常數,其電磁關係一般只能用e=-N*dΦ/di進行分析和計算。

二、電壓與電流關係:

●由克希荷夫電壓定律可知，在任何瞬間含有鐵芯線圈電路中的電動勢平衡關係為

u+e+es=Ri 或 u=Ri+(-es)+(-e) 式中的R為線圈的電阻。

則 u=Ri+Ls*di/dt+N*dΦ/dt

上式說明，在含有鐵芯線圈的交流電路中，外加電壓u應與下述三個分量平衡。得出U≈E

E=Em/√2=2π/√2*fNΦm=4.44fNΦm。

●簡單表述為，變壓器的一次側與二次側繞組線圈的匝數不同，則會有變壓比不同，即電壓比或者說（變壓器變比）(知足常樂於湖北鍾祥)。變壓器的兩組繞組匝數分別用N1和N2（N1為一次繞組、N2為二次繞組）；在一次繞組上施加一個外加交流電壓，則在二次側繞組上會產生感應電動勢。若N2>N1，則這個感應電動勢比一次繞組上的電壓還要高，此時變壓器則構成升壓變壓囂；若N2

知足常樂於湖北鍾祥市2020.2.4日

知足常樂0724

變壓器利用“電生磁，磁生電”的電磁原理實現變壓

變壓器可以改變交流電的電壓，應用非常廣泛。在進行遠距離輸電時，我們往往通過變壓器把電壓高壓電甚至超高壓電再進行電能輸送，到了目的地後，再通過變壓器把電壓變回電網電壓。在我們平常使用的電子產品中也會大量用到變壓器。通過變壓器可以把220V的交流電降壓，再經過整流、濾波、穩壓為低壓直流電使用。

電磁感應原理

電流通過螺線管（其實就是線圈），可以產生磁場，這就是“電生磁”;根據右手定則（安培定則）可以確定磁場的方向，右手大姆指方向就是磁場的方向。

同樣，磁場發生變化時，磁場中的導體就可以產生感應電動勢，這就是“磁生電”了。

變壓器為什麼可以改變電壓？

變壓器需要由初級線圈、次級線圈和鐵芯組成；初級線圈為電壓輸入端，次級線圈為電壓輸出端，鐵芯一般是由硅鋼片疊合組成。

當給變壓器的初級線圈輸入交流電時，因為交流電的信號的不斷變化的，所以變器的鐵芯就會產生變化的磁場。次級線圈在變化磁場的作用下就會產生變化的感應電動勢。

感應電動勢的大小與線圈的圈數成正比，e1/e2=N1/N2，如果我們不計算線圈的內阻，所得到的電壓也與線圈的圈數正比，u1/u2=N1/N2。

只要給變壓器設計不同的線圈匝數比，次級輸出就可以得到不同的輸出電壓了，如果N2>N1就是升壓變壓器，N2

根據能守恆定律，如果不考慮能量損耗，變壓器輸入的功率和輸出功率是相同的，即：P1=u1 x i1=P2= u2 x i2

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電子產品設計方案

變壓器是通過電磁感應原理製成的，通過改變初次級線圈的匝數比來實現升壓或降壓的作用。下面請看詳細介紹。

變壓器的工作原理

降壓型變壓器是我們最為常見的變壓器，如上圖，通常只有一個鐵芯和兩個線圈組成，其中接交流電源的線圈繞組稱為初級線圈，另一個接負載電路的繞組為次級線圈。當初級線圈通過交流電源之後，會在鐵芯中產生交變磁通，而處在交變磁通中的二次線圈就會產生感應電動勢，接通負載後就會有感應電流產生。

變壓器的輸入輸出電壓由變壓比決定，表示初級繞組和次級繞組匝數的關係，降壓變壓器初級線圈的匝數大於次級線圈，而升壓變壓器的初級線圈匝數小於次級線圈。理論上來講，變壓器的輸入功率等於輸出功率，但實際上在變壓過程中總會存在損耗，比如鐵芯損耗和漏磁。

總的來說，交流電通過初級線圈產生變動的磁場，然後次級線圈在磁場中再感應出電動勢，就是一個電生磁，磁再生電的過程。

電子維修

變壓器的工作原理與三相異步電機的工作原理都是相通的，都是依靠電磁互感原理來工作的。只不過三相電機工作起來是運動的而變壓器工作起來是“靜止”的。變壓器的用途非常廣，在工農業生產和生活中的地位不亞於三相異步電動機的地位，下面我來聊聊變壓器這些事。

變壓器的作用與種類

變壓器的主要作用就是把某個電壓值的交流電變換成同頻率的另一個電壓值的交流電，其變換前和變換後的電源頻率是不變的而電壓值是可變的，由此我們可以知道變壓器既能升高電壓也能降低電壓，而且還可以改變交流電流值的大小。

由此我們可以知道電壓器的主要作用是可改變交流電壓的變換、交流電流的變換、交流電的高低電壓的隔離以及阻抗之間的變換等作用，因此我們在日常生活中會經常聽到有人說到各種類型的變壓器，比如有升壓或降壓變壓器、高頻變壓器以及中頻變壓器（也叫中周）等。

變壓器改變電壓的原因

變壓器之所以能夠改變電壓是因為纏繞在變壓器鐵芯繞組的匝數不一樣造成的，為了能說明問題我用下面的圖示來和朋友們講一下，如下圖所示的那樣變壓器輸入的電壓是u1，所纏繞的匝數是N1，由於電磁的感應原理可以知道變壓器輸入端是電磁的轉換，輸出端繞組是磁電轉換，因此輸出端所纏繞的匝數是N2，感應的電壓是u2。這樣就會在輸入與輸出之間有一個電壓比例的問題，也就是u1/u2=N1/N2=n，我們稱為這個n就是電壓比，因此這個n可能會有三種情況。

一種情況是當N1/N2=n>1時，也就是輸出端的匝數少於輸入端的匝數時輸出端就會獲得比輸入端低的交流電壓，我們叫它降壓變壓器。這個在高壓輸電中常用。

一種情況是當N1/N2=n<1時，也就是輸出端的匝數大於輸入端的匝數時輸出端就會獲得比輸入端高的交流電壓，我們叫它升壓變壓器。這個在家電中常用。

另一種情況是當N1/N2=n=1時，也就是輸出端的匝數等於輸入端的匝數時輸出端就會獲與輸入端一樣高的交流電壓，我們叫它隔離變壓器。這個在維修電器時為了安全可採用隔離變壓器。

變壓器可以改變電流的原因

前面講過變壓器不但能改變交流電壓的大小還可以改變交流電流的大小。我們根據能量守恆可知變壓器的輸入的能量一定等於輸出的能量，這樣一來輸入的能量為P1的話，那麼P1=u1i1,輸出的能量P2=u2i2，這樣一來就會得到u1/u2=i2/i1。這就說明如果輸出端是降壓，那麼輸出端的電流就會增大；如果輸出端是生壓，那麼輸出端的電流就會減小。這個就是改變電流的原因。

變壓器的參數與選用

我們選擇變壓器主要是看變壓器的參數，選用時要求變壓器的輸入和輸出電壓要符合電路的要求，一般是變壓器的額定功率要大於電路所需要的功率。變壓器的功率一般用視在功率表示，也就是伏安（VA），同時還有電壓比、頻率特性以及效率等都會寫在變壓器的銘牌上以便使用者參考。

以上就是我對這個問題的回答，歡迎朋友們參與討論。敬請關注電子及工控技術，歡迎大家轉載、點贊。

電子及工控技術

變壓器是輸電線路常見的電氣設備，其作用是將某一數值電壓/電流變成頻率相同的另一或多種數值不同的電壓/電流的設備。

變壓器由鐵芯、繞組、油箱、絕緣套管、冷卻系統等組成。變壓器的主要磁路部分是鐵芯，鐵芯通常是由含硅量較高的厚度為0.35或0.5mm且表面塗有絕緣漆的熱軋或冷軋的硅鋼片疊裝而成。鐵芯的結構的基本形式有內鐵式鐵芯和外鐵式鐵芯兩種結構。變壓器的電路部分是繞組，其用紙包的絕緣扁線或圓線繞成。

變壓器的工作原理

當變壓器的初級繞組通交流電時，則產生交變磁通，其通過鐵芯的導磁作用，於是在變壓器的次級繞組感應出交流電動勢。而二次繞組感應出的電動勢與一二次繞組匝數有關，即變壓器的初級繞組電壓與次級繞組電壓之比等於初級繞組線圈匝數與次級繞組線圈匝數之比等於次級繞組電流與初級繞組電流之比，則有U1/U2＝n1/n2＝I2/I1。

由於變壓器的主要作用是改變輸電電路的電壓，因此變壓器可以把低壓升為高壓，也可以把高壓降為低壓。電從電廠發送出來，首先利用升壓變壓器將電壓升高，然後通過高壓線路將電輸到用電量大的地區。其次就再利用降壓變壓器將電壓降低至民用電壓和工業電壓。

Talk工控小白

變壓器的目的是為了減曼電流的速度，舉個問單列子，一條河中間修了一座攔河壩，當洪水以每秒好幾米的速度向下遊衝來，經過攔河壩在往下衝，這時水速度就減曼了許多，但水的流量沒有減，所以變壓器對電的流量沒減少，把電的速度減曼了，所以電器設備也不易壎了

納米藝文

一個線圈通上交流電 這個線圈就會產生每秒50次方向變化的磁場 再拿一個線圈靠近這個線圈 就會產生感應電流 就這樣麼簡單

GBU57

變壓器是一種種靜止電機,它應用電磁感應原理,可將一種電壓的電能轉換為另一種 電壓的電能(一般是交流電),實現能量的傳遞和電壓的變換。 變壓器在電力力系統中的主要作用是變換電壓,以利於功率的傳輸。電壓經升壓變壓 器升壓後,可以減少線路損耗,提高送電的經濟性,達到遠距離送電的目的;而降壓變壓器 則能把高電壓變為用戶所需要的各級使用電壓,滿足用戶需要。

狐狸頭項鍊

最基本變壓器必須要2組繞組，必須在同一鐵芯上。通過線圈匝數改變電壓。比如，一個變壓器輸入電壓220V線圈匝數220圈，輸出想得到12v就繞12圈，100v就繞100v，1000v繞1000圈。調線圈匝數可以得到不同電壓。

小良貴電子愛好

變壓器通過電磁感應原理在一二次線圈間改變電壓，如果有興趣的話，我的頭條有篇文章就是講這個的，你可以看看

關鍵字: 變壓器 電壓 科技