变压器转换原理和阻抗效率

变压器是利用电磁感应原理进行工作的。当变压器原绕组接上交流电源，绕组中的交流电流在变压器铁心中将产生交变磁通，该磁通又在原、副绕组中分别产生感应电势。如果副绕组两端接上负载，副边闭合回路中将形成负载电流。

负载电流在负载中产生的电功率，是把原绕组输入的电功率通过电磁转换传递到副边电路中去。由于副绕组电流所产生的磁通对原绕组电流产生的原磁通起阻碍作用，有降低原绕组中感生电势的趋势，因而当负载电流增大时，原边电流也相应地增大。

变压原理。当变压器原边接上交变电压时，原绕组中便有交变电流，并产生交变磁通。该磁通绝大部分被铁心束缚而同时穿过原、副绕组，称为主磁通。还有很少一部分磁通经周围空气而闭合，称为漏磁通，通常为讨论方便而把漏磁通忽略不计。当主磁通同时通过原、副绕组时，在两绕组中分别产生于电源同频率的感生电动势和原、副绕组的匝数，当忽略绕组的直流电阻和漏磁通时，感应电压等于感应电势。原、副边的电压比，或称匝数比，简称变比。

通过数学式证明，变压器原、副边的电压比等于它们的匝数比。当变比大于1时，这种变压器称为降压变压器。当变比小于1时，这种变压器称为升压变压器。当变压器原、副边绕组采用不同的匝数比时，就可以达到升高或降低电压的目的。

变流原理。变压器从电网吸取电能并通过电磁形式的能量转换，以不同的电压等级把电能输送给负载或下一级变压器。在这个过程中，变压器只起传递能量的作用。根据能量守恒定律，在忽略变压器内部损耗时，输出的能量应和变压器从电网中吸取的能量相等。变压器工作时原、副边电流与原、副边的电压或匝数成反比。原边电流的大小将随着副边电流大小的变化而变化，副边的负载电流越大，原边从电源吸取的电流也越大。

阻抗变换。变压器除了改变交变电压、电流的大小外，还能变换交流阻抗，这在电讯工程中有着广泛的应用。若负载接在变比为K的变压器副边，从电源获取的功率，与负载直接接在电源上所获取的功率是完全相同的。当负载与电源间接上一个变比为K的变压器后，负载阻抗将增大K的平方倍。

变压器的效率。前面我们讨论的事内部无损耗的理想变压器，但实际上并非如此。电流流过绕组时会使导线发热，所消耗的能量称铜损。另外，交变磁场在铁心中会引起涡流损耗和磁滞损耗，两者合称铁损。铜损及铁损使变压器的输出功率比输入功率要小。为了衡量变压器传输能量性能的好坏，引入变压器效率这个概率。由于变压器是静止电器，没有机械传动所带来的损耗，所以它的效率比较高。如一般小型变压器的效率在70~85%左右，而大型的电力变压器满载时的效率可达99%以上。