变压器是一种基础的电气元件,通过电磁感应原理将交流电压变成高压或低压。变压器的基本构造由两个线圈和一个铁心组成,其中一个线圈为输入线圈,另一个为输出线圈。输入线圈和输出线圈之间通过铁心互相绕制形成交流磁通。随着交流电的输入,输入线圈产生电磁变化,进而在输出线圈上引起电压和电流的变化。
变压器主要通过磁感应原理工作。当输入线圈接通交流电时,产生交流电磁场,进而通过铁芯的导磁作用,导致输出线圈内部电流的变化和电压的变化。如果连接的是直流电源,变压器无法正常工作,其原因如下:
变压器的铁芯主要是通过磁通变化来将输入和输出线圈隔离,在交流电输入时,每次铁芯会发生相对的磁通方向变化。而直流电是恒定方向的,如果接入直流电,就会导致铁芯在同一个方向上被连续磁化,磁通持续上升,铁芯最终处于磁化饱和状态。处于饱和状态的铁芯就不能再吸收更多的磁通, 这时,铁芯内会产生较大的涡流和铁损,导致变压器损坏。
在电子学领域中,通常认为变压器是带通滤波器的一种特殊形式。在接入直流电时,由于变压器在每个正半周和负半周中会产生相反的电动势,这就会阻止电流的连续通过。这些电动势会在输入线圈、输出线圈和铁芯中产生非常高的涡流和热损耗,可能导致设备损坏。