关于变压器的中类非常多,但无论哪种变压器,它们的基本结构和工作原理都是相似的,只是根据不同的工作条件,有些许不同,比如高频变压器就需要高频的磁芯。
1、变压器的结构
绕组: 一次和二次是变压器的核心部分,变压器中的电流由它们构成回路,一次绕组和二次绕组之间是高度绝缘的,如果二次绕组有多组时,则各绕组之间也是绝缘的。并且一次和二次绕组都是绕制在硅钢片或者磁芯骨架上。
2、铁芯或磁芯
铁芯或者磁芯是用来构成磁路的。铁芯或磁芯用导磁材料制成,它的磁阻很小。有的变压器没有铁芯或磁芯,这并不妨碍变压器的工作因为各种用途的变压器对铁芯或磁芯有不同的要求。
3、变压器工作原理
当给一次绕组输入交流电压后,一次绕组中有交流电,一次绕组产生交变磁场,磁场的磁力线绝大多数由铁芯或者磁芯构成回路。
因为二次绕组也绕制在铁芯或磁芯上,变化的磁力线穿过二次绕组,在二次绕组两端产生感应电动势。二次绕组所产生的电压大小与输入电压大小不同(相同的情况是,一次绕组和二次绕组匝比是1:1的情况下),变化频率和变化规律与输入交流电压一样。
所以给变压器一次绕组输入交流电压时,它的二次绕组两端就会输出交流电压,这就是变压器的基本原理。
变压器的主要特性
1、隔离特性
所谓变压器隔离特性是一次与二次回路之间公用参考点是隔离的,这是变压器重要特性之一。
由于交流市电电压的特性可知,它的相线与零线之间有220V交流电压,而零线与大地等电位,这样,相线与大地之间存在220V交流电压,人站在大地上触摸相线是有生命危险的。
假设如下电路中的变压器T1是一个1:1的变压器,即给它输入220V交流电压时,它的输出电压也是220V,但是,变压器输出的220V电压是指二次绕组两端之间的电压,即3 、4端之间的电压。二次绕组任意一端对大地端之间的电压为0V,这是因为二次绕组的输出电压不以大地为参考端,而是以二次绕组另一端为参考点,同时一次和二次绕组之间高度绝缘。这样,人站在大地上只接触变压器T1二次绕组任意一端,没有生命危险(但不可同时接触二绕组3、4端)若接触一次绕组相线端则会触电,这就是变压器隔离作用。
变压器隔离作用,直接触二次绕组一端时,二次绕组构不成回路所以没有电流流过人体。
当人体同时接触二次绕组两端时,这时二次绕组通过人体构成回路便有电流流过人体,就会触电。
2、隔直流通交流特性
变压器同电容一样,也具有隔直流通交流特性,即不让直流电通过变压器,只可以让交流电通过变压器。
当给变压器一次绕组加上直流电压时,一次绕组中流过直流电流,一次绕组产生的磁场大小和方向是不变的,这是二次绕组不能产生感应电动势,二次绕组两端无电压输出。
因此可知,变压器不能将一次绕组中的直流电耦合到二次绕组中,所以变压器具有隔直流的特性。
对直流电而言,在直流刚刚加到变压器一次绕组两端的瞬间,因为变压器一次绕组中流有从零到大的电流,所以变压器二次绕组在这个瞬间有一个脉冲电压输出。
变压器通交流是因为,当变压器一次绕组中流过交流电流时,二次绕组两端有交流电压输出,所以变压器能够让交流电通过。
利用变压器通交流和隔直流特性可构成耦合电路,即变压器耦合电路。