变压器基础知识

变压器原理、质量等基础知识

作者：未知文章来源：未知点击数：669 更新时间：2008-2-14

变压器的基本原理

变压器是利用线圈互感特性构成的一种元器件，几乎在所有的电子产品中都要用到。它原理简单，但根据不同的使用场合（不同的用途），变压器的绕制工艺会有所不同。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。它是由一个初级线圈（线圈圈数n1）及一个次级线圈（线圈圈数n2）环绕著一个核心。常用的铁心形状一般有E型和C型。

E1是初级电压，次级电压E2是E2 = E1×（n2/n1）

上图是变压器的原理简体图，当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U 2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。

如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2 所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。

下图是各种变压器的电路符号，从变压器的电路符号可以看出变压器的线圈结构。

图（a）所示变压器共有两组线圈，即1～2为一次线圈（又称为初级线圈，线圈又称为绕组），3～4

位二次线圈（又称为次级线圈）。电路符号中垂直的实线表示这一变压器有铁心。

图（b）所示变压器有两组次级线圈，即3～4为一组，5～6为另外一组。另外电路符号中有实线的同时还有一条虚线，它表示变压器的初级和次级线圈之间设有一个屏蔽层，在使用中这一屏蔽层的一端要接线路中的地线（决不能两端同时接地），屏蔽层起抗干扰作用。这种变压器多为电源变压器。

图（c）所示变压器在初级和次级线圈的一端画有一个小黑点，这是“同名端”的标记。

图（d）所示的变压器没有中间实线，表示这种变压器没有铁心，有时用一条虚线来表示变压器用的是磁芯（此时电路符号中是没有实线的），一般是高频或是中频变压器，这是过去的表示方式，现在规定当变压器有铁心或是磁芯时均用一条实线表示。

图（e）所示的变压器，它的次级线圈有抽头，即4脚是次级线圈3～5的抽头。关于抽头有两种情况：一是中心抽头，即当3～4之间的匝数等于4～5之间的匝数时成为中心抽头；二是非中心抽头，此时3～4、4～5之间的匝数不等。

图（f）所示的变压器，它的初级线圈中有一个抽头2。

图（g）所示的变压器，它只有一个线圈2是抽头，这是一个自耦变压器。若2～3之间为初级，1～3

在使用多绕组变压器时，常常需要弄清各绕组引出线的同名端或异名端，才能正确地将线圈并联或串联使用。

按上图所示电路，任找一组绕组线圈接上1.5~3V电池，然后将其余各绕组线圈抽头分别接在直流毫伏表或直流毫安表的正负接线柱上。接通电源的瞬间，表的指针会很快摆动一下，如果指针向正方向偏转，则接电池正极的线头与接电表正接线柱的线头为同名端；如果指针反向偏转，则接电池正极的线头与接电表负接线柱的线头为同名端。在测试时应注意以下两点：

若变压器的升压绕组（既匝数较多的绕组）接电池，电表应选用最小量程，使指针摆动幅度较大，以利于观察；若变压器的降压绕组（即匝数较少的绕组）接电池，电表应选用较大量程，以免损坏电表。

接通电源瞬间，指针会向某一个方向偏转，但断开电源时，由于自感作用，指针将向相反方向倒转。如果接通和断开电源的间隔时间太短，很可能只看到断开时指针的偏转方向，而把测量结果搞错。所以接通电源后要等几秒钟后再断开电源，也可以多测几次，以保证测量的准确。