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變壓器

變壓器（Transformer）是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電點(diǎn)壓的裝置，主要構(gòu)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(shí)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(shè)，原線圈（初級線圈）的功率P1,，電壓U1,，電流I1，匝數(shù)N1,；

副線圈（次級線圈）的功率P2,，電壓U2，電流I2,，匝數(shù)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(shù)成正比）

I1：I2=N2：N1（理想變壓器電流之比與線圈匝數(shù)成反比）

一般定義n=N2/N1，n稱為變比,，也稱匝比,。

注：當(dāng)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(guān)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(jì)算已被高考大綱刪除,。

理想變壓器的種類

在高中領(lǐng)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(dāng)N2>N1時,，其感應(yīng)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(dāng)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(yīng)原理制成的靜止用電器,。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時,，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示,。

由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,，原、副線圈中的感應(yīng)電動勢為：

U1=-N1dφ/dt

U2=-N2dφ/dt

式中N1,、N2為原,、副線圈的匝數(shù)。顯然可以推導(dǎo)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(dāng)初級線圈中通有交流電流時,，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通,，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。

變壓器兩組線圈圈數(shù)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(jié),，考得最多的就是理想變壓器了,。因?yàn)樗翱梢耘c交變電流的產(chǎn)生聯(lián)系起來，后可以與遠(yuǎn)距離輸電結(jié)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?？梢越柚@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(diǎn),，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(shù)關(guān)系：U1/U2=N1/N2,；電流與匝數(shù)關(guān)系：I1/I2=N2/N1。

（4）有些愛問問題的學(xué)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(rèn)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(cè)）副線圈上,；右側(cè)副線圈產(chǎn)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(dāng)成一個整體（系統(tǒng)）,，那么這個整體內(nèi)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(xí)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(diǎn)

理想變壓器既不消耗能量,，也不儲存能量,，在任一時刻進(jìn)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(shù)成正比） I1：I2=N2：N1（理想變壓器電流之比與線圈匝數(shù)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(fā)生變化

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1.串聯(lián)諧振的條件

RLC串聯(lián)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(dāng)輸入電壓的角頻率使得時,，電路處于諧振狀態(tài)，此時有

即諧振角頻率 ,，或諧振頻率,。

2.RLC串聯(lián)諧振電路的頻率特性

用網(wǎng)絡(luò)函數(shù)、,、來表征,、、的頻率響應(yīng),。本實(shí)驗(yàn)選擇網(wǎng)絡(luò)函數(shù)之一來分析RLC串聯(lián)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(zhì)因數(shù),，由此可以看出電流大小隨頻率變化的關(guān)系。

當(dāng)時,，電路諧振,，電流達(dá)到最大值，電流有效值為

由此得

定性畫出上式對應(yīng)的的曲線,，如圖7-2所示,，該曲線為串聯(lián)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(yuǎn)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,。