變壓器和電感都是磁芯上繞著(zhù)線(xiàn)圈，似乎都能稱(chēng)為電感，那么我們怎樣去認識變壓器和電感，或者我們先從認識變壓器隱藏的電感——激磁或勵磁電感，然后我們再分析變壓器扮演的角色以及它的用處，總而言之，我們應該重新認識一下變壓器，消除我們的迷惑。

（1）概述：變壓器是具有兩組或者兩組以上的線(xiàn)圈繞組構成的耦合電感（但它不以?xún)δ転槟康?，而是扮演傳輸能量的角色，接?zhù)往后看），既然是以耦合方式工作的器件，高導磁磁芯是建立強耦合的必要條件，初級完成電生磁，磁場(chǎng)順著(zhù)高導磁芯進(jìn)行"傳輸"，次級完成磁生電，從而給實(shí)際電路負載提供能量，經(jīng)過(guò)這么一個(gè)轉換過(guò)程達到能量傳輸的同時(shí)也完成了初次級的電氣隔離，下面是常見(jiàn)變壓器的繞組形式，兩"||"表示的是磁芯。

立式變壓器

臥式變壓器

（2）變壓器的空載狀態(tài)，當次級不加任何負載，即斷開(kāi)次級與負載連接

只要涉及到電磁，你不可避免地要應用到法拉第電磁感應定律，在變壓器初級加上一個(gè)電壓u1，根據電磁感應定律，初級線(xiàn)圈感應電壓如下表達式，即感應電動(dòng)勢e1等于輸入電壓u1：

①

引起初級線(xiàn)圈的電流i1，產(chǎn)生磁芯中的磁通φ1，電流i1稱(chēng)為勵磁或激磁電流，意為產(chǎn)生磁場(chǎng)的激勵源，磁通φ1也稱(chēng)為主磁通。

變壓器是以高磁導率磁閉合磁芯為磁路的磁通傳輸器件，所以理論上變壓器是全耦合器件，耦合系數是k=1，磁通是原邊線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通（電生磁），由于變壓器共用同一個(gè)磁芯，所以初次級的磁通量是相同的即φ1=φ12=φ（Ψ=N*φ稱(chēng)為磁鏈，φ12表示線(xiàn)圈N1對線(xiàn)圈N2產(chǎn)生的磁通，因為是空載，次級線(xiàn)圈2也就沒(méi)有自身產(chǎn)生磁通的源頭了），磁通量φ的變化率也是相同的，初級和次級的感應電動(dòng)勢如下表達式

②

③

根據②和③得到④式

④

還有通常我們會(huì )去量變壓器的原邊電感量L1

⑤

從⑤式可以看出，對于變壓器，初級和次級任意一個(gè)線(xiàn)圈來(lái)說(shuō)，磁導G就是一個(gè)常數，因為磁導是磁芯屬性常數。

對于次級線(xiàn)圈，電感量L2

⑥

結合⑤和⑥得到⑦，即匝比的平方比是初級和次級電感量的比值

⑦

所以，當你測得變壓器初級和次級的電感量時(shí)，你就同時(shí)也得到了變壓器的匝比，這個(gè)有時(shí)比較有用處，比如當你拿到一個(gè)變壓器，你并不知道這個(gè)變壓器的匝比值，但通過(guò)用電感表測量線(xiàn)圈的電感量，你便可知道變壓器的匝比，當然測量電感量時(shí)，線(xiàn)圈要相互斷開(kāi)，如果測量原邊電感量，將副邊線(xiàn)圈短路，那么測量的便是變壓器的漏感。

（3）變壓器的負載狀態(tài)，當變壓器次級和負載相連接時(shí)，由于負載因素，次級電壓u2和負載Z產(chǎn)生電流i22，電流i22在次級線(xiàn)圈N2中產(chǎn)生形成的磁動(dòng)勢F2=i22*N2（聯(lián)系電路中的電動(dòng)勢原理）產(chǎn)生的磁通量為φ22，

還記得磁路中的歐姆定律嗎？磁動(dòng)勢和磁阻的商就是磁通量，這個(gè)公式的推導也很簡(jiǎn)單，基礎原理是安培環(huán)路定理，⑧式中Rm是磁阻，G是磁導（前面⑤式中有定義式），同一個(gè)磁芯中這是個(gè)常量

⑧

由負載引起的磁通φ22與初級線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通φ11方向是相反的，這是楞次定理告訴我們的，實(shí)質(zhì)是副邊線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通與原邊除了激磁磁通要保持平衡。

帶負載后，初級磁通量是前面空載激磁磁通和負載引起的磁通之和"φ1+φ11"，激磁磁通是建立電磁轉換的必要條件，同時(shí)可以看到，原邊電流是從同名端進(jìn)入，副邊則是從同名端流出，這樣恰好保持能量的一進(jìn)一出，保持了磁平衡（不能積累，積累意味著(zhù)到一定時(shí)間變壓器飽和）

⑨

由⑨式結合⑧式得到

⑩

?

?

?式稱(chēng)為反射電流，是負載電流引起的次級電流對初級的反射，負載電流越大，反射電流就越大。

④式可以看到，變壓器從初級向次級看是變壓功能；?式可以看到，變壓器從次級向初級看是變流功能。

功率角度，輸出功率

?

?

從?式可以得到，輸入功率和輸出功率相等，激磁電流只是提供能量傳輸的條件，不需要在磁場(chǎng)中存儲能量，變壓器是能量傳輸器件，不是儲能器件，實(shí)際變壓器中，采用高導磁材料增大激磁電感以減小激磁電流，減小激磁電流目的是降低銅損和磁損。

反射阻抗，當輸出帶負載時(shí)，負載通過(guò)變壓器取能量，輸入電流會(huì )相應增加，因此變壓器的等效輸入阻抗是如下式子：

反射阻抗，是一種電路等效模型，實(shí)際電路中并沒(méi)有串聯(lián)一個(gè)電阻或其它，但負載卻是實(shí)實(shí)在在存在的，反射阻抗正是由于負載效應引起的一種初級阻抗的等效。

最后還要強調的是，變壓器是能量傳輸性元器件，只有激磁電流是引起能量的存儲，不能夠傳輸到副邊供負載使用，變壓器帶負載時(shí)，次級電流即負載電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢是去磁磁動(dòng)勢，激磁是保證能量傳輸的基礎，沒(méi)有它，次級電壓也就不復存在，談不上能量的傳輸。

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