為了減少電能的損失,人們利用互感現象發明了變壓器。今天我們就來探讨一下。
所謂的互感是指當一線圈中的電流發生變化時,在臨近的另一線圈中産生感應電動勢,叫做互感現象。它是一種常見的電磁感應現象,不僅發生于繞在同一鐵芯上的兩個線圈之間,而且也可以發生于任何兩個相互靠近的電路之間。本質在高中階段看還是法拉第電磁感應定律。
如圖所示,由于變壓器的原、副線圈繞在同一個鐵心上,鐵心中變化的磁場是原、副線圈共同産生的,因而原、副線圈在同一個磁場中,它們每一匝線圈的磁通量的變化率△φ/△t總是相等的,故有E1/n1=E2/n2。如果不計線圈電阻時,有U1/n1=U2/n2。當變壓器中無能量損失(理想變壓器)時,輸入功率等于輸出功率,即P入=P出。若變壓器隻有一組副線圈,則I1U1=I2U2,故有I1/I2=n2/n1。若變壓器有兩組或多組副線圈,則功率關系可寫為I1U1=I2U2 I3U3 ……,此時電流與匝數成反比的關系不再成立,但電壓與匝數成正比的關系仍成立。
關于理想變壓器,我們強調幾點。
一是變壓器的工作原理是互感現象,故對直流不起變壓作用。說白了就是輸入電壓必須是交流電,變壓器才起作用。
二是當原、副線圈匝數n1、n2一定時,輸出電壓U2由輸入電壓Ul決定,與負載無關。這是法拉第電磁感應定律決定的。
三是當n1、n2、U1一定時,輸入電流I1由輸出電流I2決定,I2則與所接負載的多少有關。
四是變壓器的輸入功率由輸出功率決定。怎麼理解這個說法呢?我覺得用個比喻來說,主線圈就是銀行,副線圈就是顧客,而功率或者說能量就是錢。所以顧客需要取多少錢,銀行才給多少錢。電壓可以類比銀行卡,銀行有什麼樣的銀行卡才會給顧客什麼樣的銀行卡。電流可以類理财産品,選哪個由顧客決定。當然這都是粗淺的理解。大家在這方面不需要太糾結。利用法拉第電磁感應定律和能量守恒也可以給自己解釋明白。
如果你有今日頭條app,麻煩順手點一下關注@中學物理知識傳播者,每天都會傾情奉獻一段小幹貨,我會繼續努力的!
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!