变压器的工作原理图解

为了便于分析，把高、低绕组分别画在两边，与电源相连的称为原绕组（初级绕组，一次绕组），与负载相连的称为副绕组（次级绕组，二次绕组）。原、副绕组的匝数分别为和。
　　图中标明的是它们的参考方向。图中各物理量的参考方向是这样选定的：
　　原边作为电源的负载，电流i1的参考方向与u₁的参考方向一致；电流i₁、感应电动势e₁及e₂的参考方向和主磁通Φ的参考方向符合右手螺旋法则，因此图中e₁与i₁的参考方向是一致的。
　　副边作为负载的电源，规定i₂与e₂的参考方向一致

电磁关系：

　　下面分别讨论变压器的电压变换、电流变换以及阻抗变换。
　　1、电压变换 　　根据KVL，对原绕组电路可列出方程
　　　　　　
　　通常原绕组上所加的是正弦电压。在正弦电压作用的情况下，上式可以用相量表示为
　　　　　　
　　由于原绕组的电阻和感抗较小，因而它们两端的电压降也较小，与主磁电动势比较起来，可以忽略不计。于是。则
　　　　　　
　　同理，对副绕组电路可列出，如用相量表示，则为
　　　　　　
　　感应电动势的有效值为
　　（1）在变压器空载时 是空载时副绕组的端电压
　　原、副绕组的电压之比为，K为变压器的变比，亦即原、副绕组的匝数比。可见当电源电压U₁一定时，只要改变匝数比，就可得出不同的输出电压。　　（2）当变压器接负载时
　　虽然e2产生i2，但是由于副绕组的电阻和感抗较小，因而它们两端的电压降也较小，与主磁电动势比较起来，可以忽略不计。于是。则
　　　　　　
　　显然，为降压变压器，为升压变压器。
　　（3） 电流变换 　　由可见，当电源电压U₁和频率f不变时，和也都近于常数。就是说，铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时是差不多恒定的。因此，有负载时产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势（）应该和空载时产生主磁通的原绕组的磁动势（）差不多相等，即：。
　　如用相量式表示，则为：。
　　变压器的空载电流是励磁用的。由于铁芯的磁导率高，空载电流很小。它的有效值在原绕组额定电流的10%以内。因此与相比，常可忽略。于是上式可写为： 。
　　由上式可知，原、副绕组的电流关系为：。
　　可见变压器中的电流虽然由负载的大小确定，但是原、副绕组中电流的比值是差不多不变的；因为当负载增加时，和随着增大，而和也必须相应增大，以抵偿副绕组的电流和磁动势对主磁通的影响，从而维持主磁通的最大值近似不变。
　　变压器的额定电流和是指按规定工作方式（长时间连续工作或短时工作或间歇工作）运行时原、副绕组允许通过的最大电流值，是根据绝缘材料允许的温度确定的。
　　副绕组的额定电压与额定电流的乘积称为变压器的额定容量，即：（单相）。
　　（4） 阻抗变换
　　变压器除有变换电压和电流的作用，还有变换负载阻抗的作用，以实现“匹配”。
　　如下图所示，从原边看变压器，可等效为一个能反映副边阻抗变化的等效阻抗。
　　由图可知，，而
　　于是，
　　进一步记为，
　　上式说明,接在变压器副边的负载阻抗模值,反映到变压器原边的等效阻抗模值是,即增大倍,这就是变压器的阻抗变换作用。
　　例如，音箱或收音机，为了得到最大的输出功率，通常要使。
　　实现阻抗匹配的方法：
　　在电子设备功率输出级和负载之间接入一个输出变压器，适当地选择其匝数比就可获得所需阻抗。