變壓器各量的關(guān)系

1、變壓器各量的關(guān)系廣東湛江師范學(xué)院附中 楊昌彪 在進(jìn)行變壓器這節(jié)內(nèi)容教學(xué)時(shí),常有學(xué)生問(wèn)到：“為什么副線圈的電壓由原線圈決定，而原線圈的電流卻由副線圈的電流決定，輸入功率卻是由副線圈輸出功率決定？”如下面問(wèn)題：1理想變壓器原、副線圈的電流為I1，I2，電壓U1，U2，功率為P1，P2，關(guān)于它們之間的關(guān)系，正確的說(shuō)法是 【 】AI2由I1決定 BU2與負(fù)載有關(guān)CP1由P2決定 D以上說(shuō)法都不對(duì)2如圖1中變壓器原線圈接交流高壓，降壓后通過(guò)輸電線給用電器供電，當(dāng)電鍵S斷開(kāi)時(shí)圖中兩電表示數(shù)電壓U和電流I變化為 【 】A均變大 BU變大，I變小C均變小 DU變小，I變大 圖1要回答這個(gè)問(wèn)題,必須弄清變壓器各

2、量的相互關(guān)系,下面就變壓器的各量的關(guān)系進(jìn)行討論.K一、原、副線圈的電壓關(guān)系交變電源 U1U1RU2 如右圖2所示，變壓器輸入端接一交變電源?？捎煤措姎W姆定律證明（證明略）U1等于交變電源的電壓，即U1由交變電源決定。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知： 圖2U1= U2= U2=U1 由U2=U1可知U2與U1、n1、n2有關(guān)， n1、n2不變時(shí)，U2由U1決定。必須明確的是，n1、n2、副線圈電路的變化不會(huì)影響U1，因?yàn)閁1是由交變電源決定的。二、原、副線圈的電流關(guān)系K1K2R2R1交變電源 U1U1U2A先看圖3的實(shí)驗(yàn)。設(shè)開(kāi)關(guān)K1、K2斷開(kāi)，這種狀態(tài)叫空載。我們看到安培表A有一個(gè)讀數(shù)， 說(shuō)明變壓

3、器空載時(shí)原線圈也有電流，叫做空載電流，記做I。，接通K1，安培表讀數(shù)變大，再接通K2，圖3讀數(shù)更大。 我們來(lái)分析這個(gè)實(shí)驗(yàn)?？蛰d時(shí)副線圈 沒(méi)有電流，其存在對(duì)原線圈沒(méi)有影響，故空載時(shí)的原線圈可以看作普通的鐵心線圈，接上電源當(dāng)然會(huì)有電流，它等于原線圈的阻抗（主要是感抗）除電壓。 變壓器帶負(fù)載時(shí)，副線圈出現(xiàn)交變電流，這個(gè)電流激發(fā)的交變磁通在原線圈中感生一個(gè)附加的電動(dòng)勢(shì)，于是原線圈電流發(fā)生改變。原線圈電流的改變顯然又將導(dǎo)致副線圈電流改變，如此互相影響，最后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)。達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，原線圈電流I1可看作由兩個(gè)分量組成：一個(gè)是空載電流I0，是用來(lái)產(chǎn)生主磁通的，稱為勵(lì)磁分量，一個(gè)是用來(lái)補(bǔ)償副線圈電流對(duì)電壓器影

4、響的電流I的，稱為負(fù)載分量。實(shí)測(cè)表明，在多數(shù)情況下（特別是變壓器接近滿載時(shí)），空載電流I0只占I1的百分之幾，所以I0可以略去不計(jì)。那么I1I，I正是因?yàn)镮2的出現(xiàn)而在原線圈中產(chǎn)生的。由以上分析可知I1是由I2決定，I2變化，I1也會(huì)隨著變化。三、輸入功率、輸出功率的關(guān)系 因?yàn)檩斎隤=U1I1，輸出功率P出=U2I2，而I1是隨I2變化而變化的，所以I2變化時(shí)，輸出功率將變化，輸入功率也就隨著變化。當(dāng)I2=0即變壓器空載運(yùn)行時(shí)，輸出功率為零，I1=I2=0，輸出功率也為零。當(dāng)變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，負(fù)載消耗多少電能，變壓器自動(dòng)地把交變電源的電能從原線圈電路傳遞至副線圈電路，也即是副線圈電路需要多少電能，原線圈將輸入多少電能，輸入量是由輸出量決定的。輸出功率增大時(shí)，輸入功率也隨之增大，需要注意的是，輸出功率不是可以無(wú)限地增大，輸出功率的最大值，也即