一張圖看懂變壓器工作原理

　　一張原理圖讓我們可以很直觀的學習變壓器的工作原理，變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓（磁飽和變壓器）等。

　　變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。

　　無論在生活中還是工程應用中，變壓器都非常常見，變壓器原理相信對于理工科的人來說，也知道個大概。本文從通俗的角度說說變壓器原理。
　　簡單的說，變壓器原理就是電磁感應原理，也就是“動電生磁，動磁生電”的過程。

　　如圖所示：跟電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級線圈，跟負載連接的線圈叫副線圈，也叫次級線圈，兩線圈由絕緣導線繞制，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。

一變壓器原理

　　在初級線圈中輸入均勻變化的電壓U1時，流過的電流為I1，就會在鐵芯中就產生交變磁通?，這個磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢é1、é2。
　　感應電勢公式為:E=4.44fN?m
式中:
    E--感應電勢有效值 
    f--頻率 
    N--匝數 
    ?m--主磁通最大值

　　由于二次繞組與一次繞組匝數不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內阻抗壓降后，電壓ú1和ú2大小也就不同。 
　　當變壓器二次側空載時，一次側僅流過主磁通的電流(í0)，這個電流稱為勵磁電流。當二次側加負載流過負載電流í2時，也在鐵芯中產生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側就要流過兩部分電流，一部分為勵磁電流í0，一部分為用來平衡í2，所以這部分電流隨著í2變化而變化。
　　上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實現了一、二次側的能量傳遞。

二變壓器的功能

　　根據電磁感應原理的計算公式，忽略變壓器的轉換損耗，那么

01電壓變換

　　根據公式推導

　　所以變壓器的原邊電壓和副邊電壓與匝數成正比，如此實現電壓的變換功能。當匝數比為1時，U1=U2，由于初級線圈與次級線圈電氣隔離，如此實現了電氣隔離功能。

02電流變換

　　根據公式推導

　　所以變壓器的原邊電壓和副邊電壓與匝數成反比，如此實現電流的變換功能，典型應用就是電流互感器。

03阻抗變換

　　根據公式推導

　　
　　所以變壓器的原邊阻抗和副阻抗與匝數的平方成正比，如此實現阻抗的變換功能。