与初级线圈相比,次级线圈的匝数(匝数比)对次级线圈的可用电压量有较大影响。但如果两个线圈彼此电隔离,那么次级电压是怎样产生的呢?
在此之前,我们已经说过,变压器主要由两个绕在普通软铁芯上的线圈组成。将交流电压(V P)施加于主线圈时,电流流经该线圈,按照法拉第电磁感应定律,该线圈通过该电流在自身周围产生磁场,称为互感。随着电流由零增加到***值 dΦ/dt,磁场强度逐渐增大。
?– 是赫兹的通量频率, =ω/2π
N –是线圈绕组的数量。
Φ– 是韦伯中的通量
这个方程叫做变压器 EMF方程。对主电动势而言, N为主电动势(N P),而对次电动势而言, N为次电动势(N S)。
另外要注意的是,由于变压器需要变磁才能正常工作,所以不能用变压器来转换或提供直流电压或电流,因为磁场必须改变才能感应出次级线圈的电压。换而言之,变压器不能以稳定的直流电压工作,而只能以交流或脉动电压工作。
当变压器的初级绕组与直流电源相连时,由于直流没有频率,绕组的有效阻抗会很低,只相当于所用铜的电阻,因此,该绕组的感抗会为零。这样绕组就会从直流电源中吸引过热,并最终烧毁非常高的电流,因为我们知道 I= V/R。
另一个基本参数是变压器的额定功率。只需将电流乘以电压,就可以得到变压器的额定功率,从而得到以伏安为单位的额定功率(VA)。小型单相变压器在伏安时可以只使用额定电压,而在较大电力变压器时,可以使用单位基洛伏安(千伏安),其中1千伏安等于1000伏特-安培,单位兆伏-莫雷斯(MVA),其中1兆伏安等于10,000千伏安。
对于理想的变压器(忽略任何损耗),次级线圈中的可用功率与初级线圈中的相同,它们都是恒定功率设备,只改变电压/电流的比值就可以改变功率。所以在理想的变压器中,功率比等于1 (单位),也就是说,电压 V乘以电流 I就不变。
也就是,一次侧电压/电流水平的电能转化成二次侧电压/电流水平相同的电能,转化成相同频率的电能。虽然变压器能提升(或降低)电压,但电源不能提升。当变压器的电压上升时,电流下降,反之则相反,所以输出功率总是和输入功率一样。所以,一次功率等于二次功率(P= P= S)