電路分析之《變壓器》

《原理》

原理是磁耦合,初級線圈流過交流電,造成鐵芯產生磁場,而次級和初級在同一個磁路中,耦合係數較大,理想的變壓器認爲耦合係數是1,即初級產生的磁通被次級完全包圍,這樣磁通變化後,初級、次級的電壓就與線圈的匝數成正比,所以U1:U2=N1:N2,這個是變壓。考慮能量守恆,U1I1=U2I2,所以I1:I2=N2:N1,這個可以理解爲變電流大小。
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《變壓器的阻抗變換作用》

1,如何達到阻抗變換??

如果在變壓器的次級接個負載Z2,按次級電壓電流關係,應該有Z2=U2/I2 。
在初級看,等效的Z1=U1/I1,把他們換成U2、I2來表示,就是Z1=(N1/N2)平方再乘以Z2。

這樣,通過變壓器,就可以把一個阻抗Z2在初級等效出Z1的效果,稱爲阻抗變換。

2,變換阻抗有什麼用處??

假如我們的喇叭阻抗是6歐姆,放大電路(你可以理解爲一個電壓源)的聲音信號給喇叭發聲,而這個放大電路的輸出阻抗是600歐姆(你可以理解爲電壓源的內阻是600歐姆),這樣連接後,喇叭沒什麼聲音,爲什麼??

加變壓器,而且加N1:N2=10:1的變壓器,當然,我們電子專業,玩信號的,不是電力變壓器,而是耦合線圈。
這樣,次級的6歐被變比10的變壓器阻抗變換成6X100=600歐,就聲音宏亮了。

3,例題

上圖電路,欲使10歐電阻獲得最大功率,求變比n

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最後的答案是 n = 根號5
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《變壓變流》

變壓變流有什麼應用?

輸電,能量恆定的情況下,導線長度和電阻率一定的情況下,220v傳輸100km和110kv傳輸100km,會有什麼區別?

能量即功率恆定,220v的電流是110kv的500倍,損耗就大500倍,而且導線要截面積大很多,造成線路金屬又重又貴,線路損耗還大.。所以要高壓輸電,現在國家正在試驗超高壓輸電,都是爲了進一步減少線路損耗。

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《現實的變壓器》

1、耦合係數小於1,因爲不是全部的初級產生的磁通都能被次級包圍的,這樣就會因爲漏磁引起一些損失

2,次級不接負載,I2=0,但是I1不是0 ,因爲它要建立磁場,這個叫空載電流I0,一般約爲額定電流的3%左右,這個純消耗,而且是通電就有,24小時不停的消耗。

3,線圈用銅線,不是超導,有電阻就有耗電,這個稱爲變壓器的銅損。

4,鐵芯是鐵磁材料,有渦流造成損耗,發熱也是電源提供的能量啊,這個稱爲渦損。

5,鐵芯有磁滯造成的損耗,稱爲磁滯損耗,渦損和磁滯損耗合稱鐵損。

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