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法律研究單相變壓器 – 結構和工作原理
單相變壓器的結構
一個單相變壓器由兩個繞組組成，即初級繞組和次級繞組，它們纏繞在一個磁芯上。磁芯由薄片（稱為疊片）製成的高階矽鋼構成，併為磁通提供了一個明確的路徑。這些疊片減少了渦流損耗，而矽鋼則減少了磁滯損耗。
疊片之間透過漆包線絕緣進行絕緣。將薄疊片疊加在一起形成變壓器的鐵芯。疊片之間的氣隙應最小，以使勵磁電流最小。
對於單相變壓器，有兩種型別的變壓器結構，即核心型和殼式型。
核心型變壓器結構
在變壓器的核心型結構中，磁路由兩個垂直的支柱（稱為鐵芯柱）和兩個水平的部分（稱為軛鐵）組成。為了最大程度地減少漏磁通的影響，每個繞組的一半放置在每個鐵芯柱上（參見圖）。
低壓繞組放置在靠近鐵芯的位置，而高壓繞組放置在低壓繞組之上，以減少絕緣要求。因此，這兩個繞組被佈置成同心線圈，並被稱為圓柱形繞組。
核心型變壓器的疊片形狀為U-I型，如圖所示。
殼式變壓器結構
在變壓器的殼式結構中，磁路由三個鐵芯柱組成，初級和次級繞組都放置在中央鐵芯柱上，兩個外部鐵芯柱完成了低磁阻的磁通路徑。每個繞組都細分為多個部分，即低壓（LV）部分和高壓（HV）部分，這些部分交替地以夾層形式放置在另一個之上（參見圖）。因此，這種繞組稱為夾層繞組或盤繞組。
殼式變壓器的鐵芯由U-T型或E-I型構成（參見圖）。
單相變壓器的工作原理
變壓器的工作原理是基於纏繞在同一磁芯上的兩個線圈之間的互感原理。
當一個交流電壓（V1）施加到初級繞組時，在鐵芯中產生一個交變磁通（Φm），並與次級繞組耦合，即磁通透過磁力將變壓器的兩個繞組連線起來。根據法拉第電磁感應定律，該磁通在初級繞組中感應出電動勢E1，在次級繞組中感應出電動勢E2。
根據楞次定律，
$$\mathrm{初級電動勢,E_{1}=-N_{1}\frac{d\phi_{m}}{dt}\:\:\:\:\:...(1)}
$$\mathrm{次級電動勢,E_{2}=-N_{2}\frac{d\phi_{m}}{dt}\:\:\:\:\:...(2)}$$
因此，
$$\mathrm{\frac{E_{2}}{E_{1}}=\frac{N_{2}}{N_{1}}\:\:\:...(3)}$$
從以上公式可以看出，初級和次級繞組中感應的電動勢取決於繞組的匝數。
如果𝑁1 > 𝑁2，則𝐸1 > 𝐸2，即初級電動勢大於次級電動勢，該變壓器稱為降壓變壓器。
如果𝑁2 > 𝑁1，則𝐸2 > 𝐸1，即初級電動勢小於次級電動勢，該變壓器稱為升壓變壓器。
如果負載連線到次級繞組的兩端，則次級電動勢會導致電流 I2 流過負載。這樣，變壓器就可以將交流電從一個電路傳輸到另一個電路，同時改變電壓水平，而兩個電路之間沒有任何電氣連線，即輸入電路到輸出電路的功率透過磁力傳輸。在此電力傳輸過程中，頻率不會發生變化。
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