一、變壓器功能
變壓器(Transformer)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。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當作編號的開頭。例:T01,T201等。
二、變壓器工作原理
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。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數不等的線圈構成,如圖所示。
鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯系,線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈(或原線圈),另一個線圈接用電器稱為次級線圈(或副線圈)。實際的變壓器是很復雜的,不可避免地存在銅損(線圈電阻發熱)、鐵損(鐵心發熱)和漏磁(經空氣閉合的磁感應線)等,為了簡化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原、副線圈的電阻,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運行時(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。
變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時,鐵心中便產生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡諧函數,表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知,原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標1表示,副線圈物理量用下角標2表示),其復有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱變壓器的變比。由上式可得U1/U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
進而得出:
U1/U2=N1/N2
在空載電流可以忽略的情況下,有I1/I2=-N2/N1,即原、副線圈電流有效值大小與其匝數成反比,且相位差π。
進而可得
I1/I2=N2/N1
理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗,其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高,可達90%以上。
三、音響用變壓器的作用
1、電源變壓器,一般的音響里面用的是直流電,而市電(普通插座上面的電)是交流220V的,需要降壓、整流后供給音響用,如果直接用220v的電會損壞音響零部件。
2、是阻抗變壓器,針對一些定壓功放接喇叭用的,在功放和喇叭之間做一個匹配的作用。
3、另外音響用變壓器的變壓器不同之處在于它有一個反饋繞組,這個反饋繞組提供一個正反饋信號給PWMIC使其與初級繞組一起產生高頻振蕩,使得進入變壓器初級繞組的直流帶有很大的交流成分,這個高頻交流成分經變壓器磁心隔離后在次級形成一個純凈的高頻交流電,整流濾波后供給用電設備。
4、音響功放變壓器常遇到在工作時有電流聲,或者有“嗡嗡”聲,功率不足會引起有電流聲,而環形變壓器繞組均勻緊緊包住環形鐵心,有效地減小磁致伸縮引起的“嗡嗡”聲。環形變壓器能瞬時過載,能接受因低音時產生的大電流沖擊。