變壓器是如何傳輸電能的?

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變壓器是如何傳輸電能的?

答:變壓器是一種靜止的電器,它通過線圈之間的電磁感應,將一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率下的另一種電壓等級下的交流電能。確切的說,它具有變壓、變流、變換阻抗和隔離電路的作用。

其組成主要部件是一個鐵芯和套在鐵芯上的兩個繞組。兩個繞組之間只有磁的耦合沒有電的聯繫,在一次繞組上加上交變電壓,產生交鏈一、二次繞組的變化磁通,在兩繞組中分別產生感應電動勢e1、e2。

變壓器只要鐵芯中磁通有變化量、一次側和二次側的匝數不同,就能達到改變電壓的目的。

其中一次側和二次側產生的電壓e1=-N1dφ/dt、二次側產生的電壓e2=-N2dφ/dt

從電磁感應原理可知,假設忽略變壓器一次側繞組的電阻,忽略漏阻抗,即當變壓器為一個理想變壓器時(所謂的理想變壓器,其導磁率為無窮大,鐵芯中無損耗),根據迴路電勢平衡規律可知一次側繞組產生的感應電動勢e1=u1、二次側繞組產生的感應電動勢e2=N2/N1*e1。


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對於普通條友來說,知道變壓器的原理就可以了,說的太晦澀,沒有必要。

首先,變壓器只能傳輸交流電。

因為變壓器的基本原理是楞次定律,——變化的磁場可以產生感生電流,變化的電流也可以產生感生磁場。


如圖,是三相變壓器的鐵芯與繞組:

鐵芯的作用是導磁,線圈的作用是導電。

許多人會問,沒有鐵芯不行嗎?

從理論上說,沒有鐵芯的變壓器也可以工作,但是磁阻太大,需要的線圈做的很大,就太不經濟,也太不方便了。

變壓器有兩種:升壓變壓器和降壓變壓器。

對於老百姓來說,接觸的一般是降壓變壓器——把變電站過來的高壓變為220伏,方便老百姓使用。

變壓器的工作原理是,一次線圈(電源線圈)在鐵芯產生變化的磁場,根據楞次定律,繞在同一個鐵芯的二次線圈(負載線圈)產生感生電壓,——二次線圈產生的感生電壓,和一次線圈的匝數之比有關。

比如,一次線圈是10000伏,匝數2000匝;二次線圈500匝,那麼,二次線圈產生的感生電壓就是10000x(500÷2000)=250 伏。

電線本身有電阻,所以,電線也會消耗能量,電線消耗的能量是:

W = I² R T

公式中,W是消耗的電能,I是流過電線的電流,R是電線的電阻,T是時間。

大家可以看出來,R是固定的,T也是不可避免的,所以,為了減少導線電能的消耗,只能減少I的值。

因此,在輸電的時候,儘量把電壓升高,這樣就可以減小導線中的電流。我國現在有500萬千伏的超高壓輸電線路,這是對絕緣,變電站要求很高的技術。

到了用戶那兒,再用降壓變壓器把電壓降下來,達到安全用電的目的。

或許會有人問,為什麼超高壓電流小啊?

這個原理大家都學過:P=U I

P是功率,U是電壓,I是電流。

功率相等的情況,電壓越高,電流越小。

大家可以抬頭看看高壓電線杆,高壓電線杆的導線很細,但是到了用戶那兒,導線變得很粗,有的低壓導線是採用鋁排,銅排安裝的低壓配電櫃。


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變壓器是變換交流電壓、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,其餘的繞組叫次級線圈。在發電機中,不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈,均能在線圈中感應電勢,此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動,這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感效應,變換電壓,電流和阻抗的器件

輸送的電能的多少由用電器的功率決定。

原理簡介

Satons變壓器主要應用電磁感應原理來工作。具體是:當變壓器一次側施加交流電壓U1,流過一次繞組的電流為I1,則該電流在鐵芯中會產生交變磁通,使一次繞組和二次繞組發生電磁聯繫,根據電磁感應原理,交變磁通穿過這兩個繞組就會感應出電動勢,其大小與繞組匝數以及主磁通的最大值成正比,繞組匝數多的一側電壓高,繞組匝數少的一側電壓低,當變壓器二次側開路,即變壓器空載時,一二次端電壓與一二次繞組匝數成正比,即U1/U2=N1/N2,但初級與次級頻率保持一致,從而實現電壓的變化。



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首先變壓器的作用不是傳輸電能。變壓器的作用是變化電壓等級,就是高壓變低壓或者低壓變高壓。

但是遠距離傳輸電能離不開變壓器。根據歐姆定律,負載一定的情況下,電壓越高電流就越小。電流越小,線路電阻消耗的能量就越少,這就是追求超高壓特高壓輸電的原理。

問題所說的變壓器電能的傳輸,如果指的是原邊到副邊的傳輸,可以用電磁感應來解釋。

變壓器的基本結構是由原繞組、環形鐵芯、副繞組組成。原繞組通電後會在環形鐵芯中感應出閉合磁場。如果是交流電,那麼磁場就是交變的。同樣纏繞在鐵芯上的副繞組就會被感應出電動勢(可以理解成電壓),產生的電壓高低、頻率取決於原、副繞組的圈數比值和原繞組所加電壓的頻率。


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愛迪生髮明電燈時,輸電距離僅在30千米以內,否則電壓太低,電燈就不能亮。解決這一輸電難題的辦法,只能是在使用者附近建立發電站,而且每隔30千米的距離就要備有冒著濃煙、轟袤作響的發電機。而有了特斯拉的這種變壓器,就可以使發電廠建在離城市很遠的郊區,用高電壓輸送電流,以減少電在輸電線路上的損耗。等電輸送到城市裡以後,再用變壓器降低到一定的電壓後供給工廠和家庭使用。這樣就可以省去建設許多發電廠的麻煩以及減少其產生的汙染。特斯拉是一位出生在南斯拉夫的美籍發明家,自小表現出的機械學方面的天賦為他走上成功之路奠定了基礎。

1884年,不甘平凡的特斯拉決定去美國闖。很快,他成為愛迪生的助手,在此期間,善於發現和思考的他注意到1831年法拉第在研完電磁感應定律時,曾經做過的一個實驗:法拉第把兩組線圈繞在同一個軟鐵環上,在原圖內通電的瞬間,會在另一個副線圖線上盛應出電流來。斷電時也會感應出電流,但是等電流穩定流動時,副線中則沒有電流特斯拉由此想到,如果不斷地使原線圈通電斷電,制線圈中不就可以不斷地感應出電流嗎?由於電流瞬間的通斷,人們從來不會輕易看出電燈的明滅閃爍,這種大小和方向不斷變化的電流,就是交流電。特斯拉發現了這種裝置可以提高或者是降低電壓,副線圈的面數越多,感應出的電壓越高,副線圈的匝數比就是它們的電壓比,這就是變壓器的基本原理


水煮咖妃

變壓器初級線圈通上交流電(直流電不行),根據電磁感應定律,線圈產生交變磁場,這個變化!磁場通過鐵心進入到變壓器次級線圈,在次級線圈感應出電壓(線圈兩段的電動勢差就是次級的電壓),初級電壓次級電壓(保證鐵心磁場不能飽和)與它們各自的圈數成正比例關係。這樣初級的電能通過磁場傳遞到次級!


假冒帥哥

我覺得題主是把知識學死了,從問題和描述中,能感覺到題主對電磁轉換、耦合應該是瞭解的,瞎猜一下,題主的困感應該是交變磁場。

課本中講解磁生電時,是用一根導體,在磁場中運動,產生電勢做模型來講的。到了現實中,題主在變壓器裡找不到運動的導體,所以迷糊了,題主回荅對不對,若真如此,咱再細說交變磁場


電之道

發電機一>升壓變壓器一>特高壓一>降壓變壓器一>高壓一>低壓變壓器一>低壓用戶。初級線圈匝數少於次級線圈升壓,升壓比為匝數比。初級線圈匝數多於次級線圈匝數降壓,降壓比為匝數比。初級功率等於次級功率乘以效率。


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