3.2.2  结构、工作原理和功能

3.2.2 结构、工作原理和功能

1.结构

两组相距很近、又相互绝缘的线圈就构成了变压器。变压器的结构如图3-8所示，从图中可以看出，变压器主要是由绕组和铁心组成。绕组通常是由漆包线（在表面涂有绝缘层的导线）或纱包线绕制而成，与输入信号连接的绕组称为一次绕组（或称为初级线圈），输出信号的绕组称为二次绕组（或称为次级线圈）。

图3-7 变压器的实物外形和电路符号

2.工作原理

变压器是利用电-磁和磁-电转换原理工作的。下面以图3-9所示电路来说明变压器的工作原理。

当交流电压U₁送到变压器的一次绕组L₁两端时（L₁的匝数为N₁），有交流电流I₁流过L₁，L₁马上产生磁场，磁场的磁感线沿着导磁良好的铁心穿过二次绕组L₂（其匝数为N₂），有磁感线穿过L₂，L₂上马上产生感应电动势，此时L₂相当一个电源，由于L₂与电阻R连接成闭合电路，L₂就有交流电流I₂输出并流过电阻R，R两端的电压为U₂。

变压器的一次绕组进行电-磁转换，而二次绕组进行磁-电转换。

图3-8 变压器的结构

图3-9 变压器工作原理说明图

3.功能

变压器可以改变交流电压大小，也可以改变交流电流大小。

（1）改变交流电压大小

变压器既可以升高交流电压，也能降低交流电压。在忽略电能损耗的情况下，变压器一次电压U₁、二次电压U₂与一次绕组匝数N₁、二次绕组匝数N₂的关系为

n称作匝数比或电压比，由上面的式子可知：①当二次绕组匝数N₂多于一次绕组的匝数N₁时，二次电压U₂就会高于一次电压U₁。即时，变压器可以提升交流电压，故电压比n＜1的变压器称为升压变压器。

②当二次绕组匝数N₂少于一次绕组的匝数N₁时，变压器能降低交流电压，故n＞1的变压器称为降压变压器。

③当二次绕组匝数N₂与一次绕组的匝数N₁相等时，变压器不会改变交流电压的大小，即一次电压U₁与二次电压U₂相等。这种变压器虽然不能改变电压大小，但能对一次、二次电路进行电气隔离，故n=1变压器常用作隔离变压器。

（2）改变交流电流大小

变压器不但能改变交流电压的大小，还能改变交流电流的大小。由于变压器对电能损耗很少，可忽略不计，故变压器的输入功率P₁与输出功率P₂相等，即

从上面的式子可知，变压器的一、二次电压与一、二次电流成反比，若提升了二次电压，就会使二次电流减小，降低二次电压，二次电流会增大。

综上所述，对于变压器来说，匝数越多的绕组两端电压越高，流过的电流越小。例如某个电源变压器上标注“输入电压220V，输出电压6V”，那么该变压器的一、二次绕组匝数比n=220/6=110/3≈37，当将该变压器接在电路中时，二次绕组流出的电流是一次绕组流入电流的37倍。