变压器

本帖最后由 能量海 于 2017-8-11 07:12 编辑


第十二章:基础电子学

变压器

    变压器用于改变任何交流电源的电压。如果更改是增加输出电压,则变压器称为“升压”变压器。如果输出电压比输入电压低,则它被称为“降压”变压器。如果电压相同,它被称为“隔离”变压器。常见的结构看起来就像这样:

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    线圈的绕线筒置于上面标注着“A”的叠片部分上。线圈缠绕在其绕线筒线圈架上,首选是一个绕组,然后第二个绕组。线轴于是置于“E”形叠片的中间部分,横闩被放置在顶部,于是完全被叠片所包围。安装夹带用于将两组叠片固定在一起,并为变压器连接到底盘提供安装凸耳。通常每组有二十片叠片,而每一片叠片与相邻叠片绝缘。

    如果你想改变供电电池的电压,可以建立一个电路产生交流电压,然后用变压器来改变那个交流电压为任何你想要的电压。这种最常见的形式,是从12伏汽车电池产生的市电电压,使市电设备能在偏远地区——如船、大篷车等运行。这些电路被称为“逆变器”,而它们是非常受欢迎的装备件。在任何变压器的次级线圈上的电压是由初级和次级绕组的匝数比来确定的。

    例如;如果有一个10伏的交流电压提供,而你有一个初级线圈100匝和次级线圈1000匝的变压器。如果你连接10伏跨接初级,次级线圈两端将产生100伏。

    相反,如果你连接10伏跨接次级线圈,初级绕组两端将生成一个1伏的电压。这是因为两个绕组之间的比率为10:1。能量守恒定律就像它适用于一切一样也适用于变压器。初级绕组的功率输入将与次级绕组减去损耗的功率相同。损耗,在这种情况下,将是整个变压器的温度上升。如果电流通过变压器远远低于其额定容量,则损失会很小。重点是进入初级绕组的1安培10伏将在次级里产生100伏,但稍微低于0.1安培:功率输入为10瓦,而功率输出也差不多是10瓦。电压已升至100伏,但势电流消耗从1安培降低到0.1安培(100毫安)。

    实际上,绕组中所用导线粗细非常重要。如果放在绕组两端的电压高,则线径小。线圈绕组的电阻相当低,但这在电路中不是关键,因为线圈以一种特殊的方式工作。线圈除了直流“电阻”之外,还有它们的交流“阻抗”。而直流电(比如说,来自电池)可以轻易地以低电阻通过线圈流动,交流电会由于其高“阻抗”而难以通过线圈。有时,线圈用来扼制直流电缆上出现的任何交流纹波(干涉)。当线圈被用于此用途时,称为“扼流”。每个线圈有自己的共振频率,而在那个频率上,交流电是非常困难通过线圈的。矿石收音机就是用这个原理工作:

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    这里,天线捡起空中的每一个无线电台广播。它们都在不同的频率上,而且它们都从架空天线下来,寻找与地球连接的最简捷的途径。其中大多数没有任何问题地运行通过线圈。如果线圈的共振频率匹配无线电台中的一个频率,则那个无线电信号(并且只有那个信号)发现它很难通过线圈而去寻找到地球的更简捷的路径。下一条最简捷的路径是通过二极管和耳机,这样信号便走了那条路。二极管块拦截信号的一部分,它在耳机里产生了无线电广播的声音。

    如果无线电信号良好,这个系统运行确实很好。用锗二极管是因为无线电信号电压非常小,而锗二极管运行在0.2伏上,但硅二极管需要0.7伏去运行。这种差异在这些非常低的电压上是显著的。线圈的共振频率取决于线圈中的匝数。在这个设计中,线圈有一个滑块,允许匝数改变,因此,可以调谐不同的电台。