理想变压器的作用

理想变压器的构造、作用、原理及特征

构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。

作用：在输送电能的过程中改变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。

理想变压器的工作原理

变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时，铁心中便产生交变磁通，交变磁通用φ表示。

由法拉第电磁感应定律可知，原、副线圈中的感应电动势为：

U1=-N1dφ/dt

U2=-N2dφ/dt

式中N1、N2为原、副线圈的匝数。显然可以推导本文上文所述的理想变压器的所有公式。

变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级。

　　作用

设在理想变压器的次级接阻抗Z2，如图，故得原边的输入阻抗为Z1=n2Z2，于是可得以下结论：

（1）n≠1时，Z0≠Z，这说明理想变压器具有阻抗变换作用。

（2）由于n为大于零的实常数，故Z0与Z的性质全同，即次级的R，L，C，变换到初级相应为R/n2，ωL/n2，n2ωC。

（3）阻抗变换与同名端无关。

（4）当Z=0时，则Z0=0，即当次级短路时，相当与初级也短路。

（5）Z=∞时，则Z0=∞，即当次级开路时，相当与初级开路。

（6）阻抗变换具有可逆性，即也可将原边的阻抗Z变换到副边，但要注意此时副边的等效阻抗为Z0=n2Z。阻抗变换作用是具有可逆性的。

由以上的全部叙述可见，理想变压器既能变换电压和电流，也能变换阻抗，因此，我们也可以称它为变量器。在电力系统中变压器是不可或缺的非常重要电气设备，其在国民经济中占有重要地位；在电子线路中，常利用理想变压器的阻抗变换作用来实现阻抗匹配，使负载获得最大功率。计算含理想变压器电路的分析计算，一般仍是应用回路法（网孔法）和节点法等方法，只是在列方程时必须充分考虑它的伏安关系和阻抗变换特性即可解决问题 。