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變壓器 是什么？

2025-7-22　　閱讀(150)

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變壓器是一種基于電磁感應原理工作的電氣設備，主要功能是改變交流電壓的大小，同時還能在不改變頻率的情況下，實現電流、阻抗的變換，在電力傳輸、配電以及各種電氣設備中有著廣泛應用。

變壓器的基本構成

  • 鐵芯：通常由硅鋼片疊合而成，作用是構成磁路，增強磁感應強度，減少磁滯損耗和渦流損耗。

  • 繞組：分為原繞組（初級繞組）和副繞組（次級繞組），一般由銅或鋁導線繞制而成。原繞組接輸入電源，副繞組接負載，是電能轉換和傳輸的關鍵部分。

變壓器的工作原理

基于電磁感應定律中的互感現象。當原繞組接入交變電流時，會在鐵芯中產生交變磁通，交變磁通穿過副繞組，根據電磁感應原理，副繞組中就會感應出交變電動勢。


原、副繞組的電壓比與它們的匝數比成正比，即：，其中、分別是原、副繞組的電壓，、分別是原、副繞組的匝數。


在理想情況下（不考慮損耗），變壓器的輸入功率等于輸出功率，所以原、副繞組的電流比與匝數比成反比，即：，其中、分別是原、副繞組的電流。

變壓器的主要類型

  • 按電壓變換方式：

    • 升壓變壓器：副繞組電壓高于原繞組電壓，常用于電力系統中發電廠向輸電線路送電，以減少線路損耗。

    • 降壓變壓器：副繞組電壓低于原繞組電壓，廣泛應用于配電系統，將高壓電降至適合用戶使用的低壓電（如家庭用電 220V）。

  • 按相數：

    • 單相變壓器：用于單相電路，如家庭電器供電等。

    • 三相變壓器：用于三相電力系統，在工業生產和高壓輸電中大量使用。

  • 按冷卻方式：

    • 油浸式變壓器：以變壓器油作為冷卻介質，散熱性能好，容量較大，多用于戶外變電站。

    • 干式變壓器：依靠空氣冷卻，體積較小，安全性高，適用于室內（如高層建筑、地鐵等）。

變壓器的應用

  • 電力傳輸：在遠距離輸電時，利用升壓變壓器將電壓升高，減小輸電電流，從而降低線路損耗；到達用戶端后，再通過降壓變壓器將電壓降低，供用戶使用。

  • 配電系統：將高壓電轉換為不同等級的低壓電，滿足工業、農業、居民生活等不同用電需求。

  • 電子設備：在各種電子儀器、通信設備、家用電器中，用于電源部分的電壓轉換，保證設備正常工作。


總之，變壓器是電力系統和電氣設備中重要組成部分，它的出現極大地提高了電力傳輸和使用的效率與靈活性。


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