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美國(guó)羅克韋爾AB變壓器的工作原理

更新時(shí)間:2019-04-25瀏覽:1236次

美國(guó)羅克韋爾AB變壓器的工作原理

變壓器由鐵芯(或磁芯)和線(xiàn)圈組成,線(xiàn)圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線(xiàn)圈,其余的繞組叫次級(jí)線(xiàn)圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線(xiàn)圈構(gòu)成,如圖所示:

鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線(xiàn)圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線(xiàn)圈之間沒(méi)有電的聯(lián)系,線(xiàn)圈由絕緣銅線(xiàn)(或鋁線(xiàn))繞成。一個(gè)線(xiàn)圈接交流電源稱(chēng)為初級(jí)線(xiàn)圈(或原線(xiàn)圈),另一個(gè)線(xiàn)圈接用電器稱(chēng)為次級(jí)線(xiàn)圈(或副線(xiàn)圈)。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的,不可避免地存在銅損(線(xiàn)圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線(xiàn))等,為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原、副線(xiàn)圈的電阻,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線(xiàn)圈開(kāi)路原線(xiàn)圈線(xiàn)圈中的電流)。例如電力變壓器在滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)(副線(xiàn)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(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線(xiàn)圈接在交流電源上時(shí),鐵心中便產(chǎn)生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線(xiàn)圈中的φ是相同的,φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線(xiàn)圈物理量用下角標(biāo)1表示,副線(xiàn)圈物理量用下角標(biāo)2表示),其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱(chēng)變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線(xiàn)圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線(xiàn)圈電壓的位相差為π。
進(jìn)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(xiàn)圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比,且相位差π。
進(jìn)而可得
I1/ I2=N2/N1
理想變壓器原、副線(xiàn)圈的功率相等P1=P2。說(shuō)明理想變壓器本身無(wú)功率損耗。實(shí)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(dá)90%以上。 

美國(guó)羅克韋爾AB變壓器的工作原理

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