变压器结构和材料及特性详解

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1、變壓器概述變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線之線圈，並且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流於其中之一組線圈時，於另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓，而感應的電壓大小取決於兩線圈耦合及磁交感之程度。一般指連接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」(Primary);而跨於此線圈的電壓稱之為「一次電壓.」。在二次線圈(Secondary)的感應電壓可能大於或小於一次電壓，是由一次線圈與二次線圈問的「匝數比」所決定的。因此，變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。大部份的變壓器均有固定的鐵心，其上繞有一次與二次的線圈。基於鐵材的高導磁性，大部份磁通量局限在鐵心裡，因此，兩組線

2、圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵心二者間緊密地結合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數比相同。因此，變壓器之匝數比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。電子變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，並沒有明確的分界線。一般提供6OHz電力網路之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限製，通常受限於整流、放大，與系統其他組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但如與電力系統發電能力相比較，它仍然歸屬於小電力之範圍。概述各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統正常操作;提供系統中以不同電位操作部份得以

3、電氣隔離;對交流電流提供高阻抗，但對直流則提供低的阻抗;在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應。「阻抗」其中之一項重要概念，亦即電子學特性之一，其乃預設一種設備，即當電路元件阻抗係從一階層改變到另外的一個階層時，其間即使用到一種設備-變壓器。對於電子裝置而言，重量和空間通常是一項努力追求之目標，至於效率、安全性與可靠性，更是重要的考慮因素。變壓器除了能夠在一個系統裡佔有顯著百分比的重量和空間外，另一方面在可靠性方面，它亦是衡量因數中之一要項。因為上述與其他應用方面的差別，使得電力變壓器並不適合應用於電子電路上。變壓器的原理變壓器的製作原理：在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固

4、定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，此為互感應原理.變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件在電路中，變壓器表示符號為：變壓器的原理技述參數：對不同類型的變壓器都有相應的技述要求，可用相應的技述參數表示.如電源變壓器的主要技述參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能，對於一般低頻變壓器的主要技述參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等.A.電壓比：變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級.在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩

5、端就會產生感應電動勢.當N2>N1時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2N2，V1>V2，該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器.變壓器的原理B.變壓器的效率：在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即η=(P2P1)x100%，式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率.當變壓器的輸出功率P2等於輸入功率P1時，效率η等於100%，變壓器將不產生任何損

6、耗.但實際上這種變壓器是沒有的.變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損.銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗.由於線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損.變壓器的鐵損包括兩個方面.一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器的磁力線其方向和大小隨之變化，使得內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗.另一是渦流損耗，當變壓器工作時.鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流.渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為

7、渦流損耗.變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高.反之，功率越小，效率也就越低.開關電源功率變壓器的設計方法雙極性開關電源變壓器的計算設計前應確定下列基本條件：電路形式,開關工作頻率,變壓器輸入電壓幅值,開關功率管最大導通時間,變壓器輸出電壓電流,輸出側整流電路形式，對漏感及分佈電容的要求，工作環境條件等。1）確定磁心尺寸2）計算繞組匝數3）選擇繞組導線4）