變壓器工作原理和作用簡述

變壓器（qì）是利用電磁感應原（yuán）理實現電能傳遞（dì）和電壓（yā）變換的靜止電（diàn）氣設備（bèi）。它的（de）核心功能是改變交流電的電壓和電流等級，同時保（bǎo）持頻率（lǜ）和傳輸功（gōng）率基（jī）本不（bú）變（忽略損耗）。有需（xū）要變壓器的可聯係本公司。

一、工作原理(電磁感應)

變壓器的工作原理基於法拉第電磁感應定律，核心過程如下：

1.建立磁場：

當交流電通過變壓器的初級繞組(輸入繞組)時，會（huì）在繞組周圍產生一個交變(大小和方向不斷變化)的磁場。

這個交變磁場（chǎng）的磁力線主要集中在由鐵芯(矽鋼片疊成)構成的閉合磁路中。鐵芯的作用是（shì）極大增強磁場強度並約束磁力線路徑（jìng），提高效率。

2.感應電動勢：

這個（gè）交（jiāo）變的磁（cí）場（chǎng）會穿過纏繞在（zài）同一鐵芯上的次級繞組(輸出繞組)。

根據法（fǎ）拉第電（diàn）磁感應定律，穿過閉合回路(次級繞組)的磁（cí）通量發生變化時，回路中就會產生感應電動勢(電壓)。

因（yīn）此，次級繞組兩端就會感應出交（jiāo）流電壓。

3.電（diàn）壓變換：

初級（jí）繞組和次級繞組中感（gǎn）應出的電壓（yā）大小(有（yǒu）效值)與（yǔ）各自繞組的匝數成正比。

公式：V₁/V₂=N₁/N₂

V₁：初級（jí）電壓(輸入電壓)

V₂：次級電壓(輸出電壓)

N₁：初級繞組匝數

N₂：次級繞組匝數

升壓（yā）變壓器：如（rú）果（guǒ）次級繞組匝數N₂>初級繞組匝數N₁，則次級電壓V₂>初級電壓V₁。

降壓變壓（yā）器：如果次級繞（rào）組匝數（shù）N₂<初級繞組匝數N₁，則次級電壓V₂<初級（jí）電壓V₁。

4.能量傳遞：

當次級繞組連接負（fù）載形成閉合回路時，感應（yīng）電壓就會驅動電流流過負載，從而將電能從初級（jí）側傳遞（dì）到次級側。

根據能量守恒定律(忽略變壓器自身的損耗)，輸入功率（lǜ）P₁約等於輸出功率P₂：P₁≈P₂=>V₁I₁≈V₂I₂。

因此，電流變換：電壓升高，電流就成比例降低;電壓降低，電流就成比例升高。公式：I₁/I₂≈V₂/V₁=N₂/N₁。

總結工作流程：輸入交流電➔初級繞組（zǔ）產生交變（biàn）磁場（chǎng）➔磁場經鐵芯集中並穿過次級繞組➔次級繞組感應出交流電壓➔輸（shū）出電壓驅動負載電流（liú）➔實現電能傳遞和電壓變（biàn）換。

二、主要作用

變壓器在現代（dài）電力係統和電（diàn）子設備中扮演著至關（guān）重要的角色，其核心作用包括：

1.電壓變換(核心（xīn）功能)：

升壓：在發（fā）電廠將發電機發出的較低電壓（yā）(如10kV、20kV)升（shēng）高到超高壓（yā）或特（tè）高壓(如110kV,220kV,500kV,750kV,1000kV)。這是為了減少遠距離輸電線路上的電能損耗(功率損耗P損=I²R，電流I減小，損耗大幅降低)。

降壓（yā）：在用（yòng）電區域(城市、工廠、居民區)，將電網的高電壓逐級降低到適合用戶（hù）設備和安全使用的電（diàn）壓等級(如35kV,10kV,380V,220V,110V等)。

2.電流變換：

與電壓變（biàn）換相伴而（ér）生。升壓降低傳輸電流，降壓（yā）則提（tí）高配電電流以滿足負載需求。

3.阻抗匹配：

在電子電（diàn）路中，變壓器（qì）用於連接不同阻抗的電路，使（shǐ）信（xìn）號源(如放大器)的功率能最有效地傳輸到負載(如揚聲器)，避免信號反射和功率浪費。

4.電氣隔離：

初級繞組和次級繞組之間隻有（yǒu）磁耦合，沒有直接的（de）電氣連接。這（zhè）提供了（le）安全隔離：

保護（hù）人員和設備免受（shòu）高壓側意外接觸低壓側造成的電擊危險。

阻斷直流（liú）分量或地線環路引起（qǐ）的幹擾噪聲。

在醫療設備、實驗室儀器、通信設備中至關重（chóng）要。

5.係統互聯：

不同電壓等級的電（diàn）網通過變壓器連接起來，形成統一、高效、可靠的大型電（diàn）力網絡（luò）。