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法律研究单相变压器 – 结构和工作原理
单相变压器的结构
一个单相变压器由两个绕组组成，即初级绕组和次级绕组，它们缠绕在一个磁芯上。磁芯由薄片（称为叠片）制成的高级硅钢构成，并为磁通提供了一个明确的路径。这些叠片减少了涡流损耗，而硅钢则减少了磁滞损耗。
叠片之间通过漆包线绝缘进行绝缘。将薄叠片叠加在一起形成变压器的铁芯。叠片之间的气隙应最小，以使励磁电流最小。
对于单相变压器，有两种类型的变压器结构，即核心型和壳式型。
核心型变压器结构
在变压器的核心型结构中，磁路由两个垂直的支柱（称为铁芯柱）和两个水平的部分（称为轭铁）组成。为了最大程度地减少漏磁通的影响，每个绕组的一半放置在每个铁芯柱上（参见图）。
低压绕组放置在靠近铁芯的位置，而高压绕组放置在低压绕组之上，以减少绝缘要求。因此，这两个绕组被布置成同心线圈，并被称为圆柱形绕组。
核心型变压器的叠片形状为U-I型，如图所示。
壳式变压器结构
在变压器的壳式结构中，磁路由三个铁芯柱组成，初级和次级绕组都放置在中央铁芯柱上，两个外部铁芯柱完成了低磁阻的磁通路径。每个绕组都细分为多个部分，即低压（LV）部分和高压（HV）部分，这些部分交替地以夹层形式放置在另一个之上（参见图）。因此，这种绕组称为夹层绕组或盘绕组。
壳式变压器的铁芯由U-T型或E-I型构成（参见图）。
单相变压器的工作原理
变压器的工作原理是基于缠绕在同一磁芯上的两个线圈之间的互感原理。
当一个交流电压（V1）施加到初级绕组时，在铁芯中产生一个交变磁通（Φm），并与次级绕组耦合，即磁通通过磁力将变压器的两个绕组连接起来。根据法拉第电磁感应定律，该磁通在初级绕组中感应出电动势E1，在次级绕组中感应出电动势E2。
根据楞次定律，
$$\mathrm{初级电动势,E_{1}=-N_{1}\frac{d\phi_{m}}{dt}\:\:\:\:\:...(1)}
$$\mathrm{次级电动势,E_{2}=-N_{2}\frac{d\phi_{m}}{dt}\:\:\:\:\:...(2)}$$
因此，
$$\mathrm{\frac{E_{2}}{E_{1}}=\frac{N_{2}}{N_{1}}\:\:\:...(3)}$$
从以上公式可以看出，初级和次级绕组中感应的电动势取决于绕组的匝数。
如果𝑁1 > 𝑁2，则𝐸1 > 𝐸2，即初级电动势大于次级电动势，该变压器称为降压变压器。
如果𝑁2 > 𝑁1，则𝐸2 > 𝐸1，即初级电动势小于次级电动势，该变压器称为升压变压器。
如果负载连接到次级绕组的两端，则次级电动势会导致电流 I2 流过负载。这样，变压器就可以将交流电从一个电路传输到另一个电路，同时改变电压水平，而两个电路之间没有任何电气连接，即输入电路到输出电路的功率通过磁力传输。在此电力传输过程中，频率不会发生变化。
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