直流電下的變壓器

在緒論中，我們將電力變壓器定義為交流電機，因為它僅在交流電下工作。因此，變壓器不能改變（增加或減少）直流電壓的值。本章我們將瞭解為什麼變壓器不能在直流電（DC）下工作。

考慮圖1所示的電力變壓器，它連線到電池（或直流電壓源）V。當我們將此直流電壓V施加到變壓器的初級繞組時，它將汲取恆定電流（直流電），因此產生透過磁芯的恆定磁通。

根據電磁感應原理，只有當線圈或導體受到變化的磁場作用時，才能線上圈或導體中感應電動勢，即：

$$\mathrm{\mathit{e}\:=\:\mathit{N}\frac{\mathit{d\phi }}{\mathit{dt}}}$$

因此，施加到初級繞組的直流電壓不會在初級繞組或次級繞組中感應電動勢。因此，這段討論證明了變壓器不能在直流電源下工作。事實上，將直流電源連線到變壓器的初級繞組可能是危險的。

連線到直流電壓的變壓器的等效初級繞組電路如圖2所示。在這種情況下，初級繞組中沒有自感電動勢來反抗施加的電壓V（根據楞次定律），初級繞組中的電流由下式給出：

$$\mathrm{\mathit{I_{\mathrm{1}}}\:=\:\frac{\mathit{V}}{\mathit{R_{\mathrm{1}}}}}$$

其中，$\mathit{R_{\mathrm{1}}}$是初級繞組的電阻。由於R₁的值非常小，因此流過初級繞組的電流$\mathit{I_{\mathrm{1}}}$將非常大。這巨大的電流會導致變壓器過熱和燒燬，或者保險絲會熔斷。因此，我們絕不能將變壓器的初級繞組連線到直流電源，因為它可能會損壞變壓器或造成觸電事故。