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變壓器

變壓器（Transformer）是利用電磁感應的原理來改變交流電點壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。

理想變壓器

理想變壓器指的是沒有功率損耗的變壓器。實際的變壓器工作時，或多或少都是有功率損耗的。

理想變壓器公式

設，原線圈（初級線圈）的功率P1，電壓U1，電流I1，匝數N1；

副線圈（次級線圈）的功率P2，電壓U2，電流I2，匝數N2；

理想變壓器公式滿足：

P1=P2（理想變壓器功率守恒）

U1：U2=N1：N2（理想變壓器電壓之比與線圈匝數成正比）

I1：I2=N2：N1（理想變壓器電流之比與線圈匝數成反比）

一般定義n=N2/N1，n稱為變比，也稱匝比。

注：當有兩個副線圈時，P1=P2+P3，U1/N1=U2/N2=U3/N3，電流則須利用電功率的關系式去求，有多個時，依此類推。

上述多個副線圈只做定性分析，定量計算已被高考大綱刪除。

理想變壓器的種類

在高中領域，只涉及到兩類變壓器，即升壓理想變壓器與降壓理想變壓器。

當N2>N1時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高（U1＜U2），這種變壓器稱為升壓變壓器。

當N1>N2時，U1>U2，該變壓器為降壓變壓器。

理想變壓器的工作原理

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。

由法拉第電磁感應定律可知，原、副線圈中的感應電動勢為：

U1=-N1dφ/dt

U2=-N2dφ/dt

式中N1、N2為原、副線圈的匝數。顯然可以推導本文上文所述的理想變壓器的所有公式。

變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。

變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。

理想變壓器解題須知

變壓器考題分析交流電這一章節，考得最多的就是理想變壓器了。因為它前可以與交變電流的產生聯系起來，后可以與遠距離輸電結合在一起。求解理想變壓器問題須知：

（1）變壓器中的電壓和電流，都是指的有效值。可以借助這個有效值，來反推交流電的最大值。

（2）理想變壓器最大的特點，就是功率守恒（能量守恒），這就是“理想"二字的來源。

（3）電壓與匝數關系：U1/U2=N1/N2；電流與匝數關系：I1/I2=N2/N1。

（4）有些愛問問題的學生問：理想變壓器消耗功率嗎？這看怎么說了，要是分開，可以認為消耗功率。原線圈部分把功率消耗掉了，這一部分功率都跑到了（右側）副線圈上；右側副線圈產生了功率。

總的來說，原線圈消耗功率，副線圈得到功率。如果你把理想變壓器當成一個整體（系統），那么這個整體內只涉及到功率的遷移，而不會讓功率變多或變少。你可以通過一些練習來觀察，不管電壓電流變化怎么樣，其乘積功率都不變。

理想變壓器特點

理想變壓器既不消耗能量，也不儲存能量，在任一時刻進入理想變壓器的功率等于零。

U1：U2=N1：N2（理想變壓器電壓之比與線圈匝數成正比） I1：I2=N2：N1（理想變壓器電流之比與線圈匝數成反比）

理想變壓器頻率

理想變壓器在工作時，其交流電的頻率不發生變化

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1.串聯諧振的條件

RLC串聯諧振電路如圖7-1所示，電路的輸入阻抗

電路中輸入電壓的頻率會引起電抗的改變，從而引起輸入阻抗的改變，當輸入電壓的角頻率使得時，電路處于諧振狀態，此時有

即諧振角頻率 ，或諧振頻率。

2.RLC串聯諧振電路的頻率特性

用網絡函數、、來表征、、的頻率響應。本實驗選擇網絡函數之一來分析RLC串聯諧振電路的頻率特性。

如果維持電源電壓有效值不變，則電路中的電流大小會隨頻率而改變，即

式中Q為品質因數，由此可以看出電流大小隨頻率變化的關系。

當時，電路諧振，電流達到最大值，電流有效值為

由此得

定性畫出上式對應的的曲線，如圖7-2所示，該曲線為串聯諧振時的幅頻特性。曲線表明，在附近，輸出電壓UR幅值接近輸入電壓幅值；而遠離時，輸出電壓幅值接近于零。電路對輸入信號具有頻率選擇性。從頻率選擇性來看，要求曲線越尖銳越好，Q越大，電路的通頻帶越窄，對信號頻率的選擇性越好。