理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征

　　構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器。

　　作用：在輸送電能的過(guò)程中改變電壓。

　　原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

　　特征：正因?yàn)槭抢秒姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象來(lái)工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過(guò)程中改變交變電壓。

　　理想變壓器的工作原理

　　變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。

　　由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：

　　U1=-N1dφ/dt

　　U2=-N2dφ/dt

　　式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。顯然可以推導(dǎo)本文上文所述的理想變壓器的所有公式。

　　變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。

　　變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級(jí)，N2為次級(jí)。

　　作用

　　設(shè)在理想變壓器的次級(jí)接阻抗Z2，如圖，故得原邊的輸入阻抗為Z1=n2Z2，于是可得以下結(jié)論：

　　（1）n≠1時(shí)，Z0≠Z，這說(shuō)明理想變壓器具有阻抗變換作用。

　?。?）由于n為大于零的實(shí)常數(shù)，故Z0與Z的性質(zhì)全同，即次級(jí)的R，L，C，變換到初級(jí)相應(yīng)為R/n2，ωL/n2，n2ωC。

　?。?）阻抗變換與同名端無(wú)關(guān)。

　?。?）當(dāng)Z=0時(shí)，則Z0=0，即當(dāng)次級(jí)短路時(shí)，相當(dāng)與初級(jí)也短路。

　?。?）Z=∞時(shí)，則Z0=∞，即當(dāng)次級(jí)開(kāi)路時(shí)，相當(dāng)與初級(jí)開(kāi)路。

　?。?）阻抗變換具有可逆性，即也可將原邊的阻抗Z變換到副邊，但要注意此時(shí)副邊的等效阻抗為Z0=n2Z。阻抗變換作用是具有可逆性的。

　　由以上的全部敘述可見(jiàn)，理想變壓器既能變換電壓和電流，也能變換阻抗，因此，我們也可以稱(chēng)它為變量器。在電力系統(tǒng)中變壓器是不可或缺的非常重要電氣設(shè)備，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位；在電子線路中，常利用理想變壓器的阻抗變換作用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，使負(fù)載獲得最大功率。計(jì)算含理想變壓器電路的分析計(jì)算，一般仍是應(yīng)用回路法（網(wǎng)孔法）和節(jié)點(diǎn)法等方法，只是在列方程時(shí)必須充分考慮它的伏安關(guān)系和阻抗變換特性即可解決問(wèn)題 。