什么是理想变压器?
理想变压器是真实变压器的一种无损耗模型:假设所有磁通都同时穿过原边和副边绕组,且不存在绕组电阻、漏磁和铁芯损耗。在这一前提下,输入功率等于输出功率,电压和电流仅由两侧绕组的匝数比决定。本计算器依据变压器的基本关系式,帮你求出副边电压、匝数比以及副边电流。
如何使用本计算器
输入原边电压(Vp)、原边匝数(Np)和副边匝数(Ns)。如果还想求副边电流,可以选填原边电流(Ip)。点击"计算"按钮,即可得到副边电压、匝数比 \(\text{Np}/\text{Ns}\) 以及副边电流 Is。
公式详解
核心公式为 \(\text{Vp}/V_s = \text{Np}/\text{Ns} = I_s/\text{Ip}\)。电压与匝数成正比:副边匝数越多,电压越高(升压);匝数越少,电压越低(降压)。由于功率(\(V \times I\))守恒,电流的变化方向恰好相反。因此:
$$V_s = \text{Vp} \cdot \frac{\text{Ns}}{\text{Np}}$$$$I_s = \text{Ip} \cdot \frac{\text{Np}}{\text{Ns}}$$
计算实例
一个 120 V 的电源接入变压器,\(\text{Np} = 100\),\(\text{Ns} = 50\),原边电流 \(\text{Ip} = 2\ \text{A}\)。匝数比为 \(100/50 = 2\)。副边电压为 \(120 \times 50/100 = 60\ \text{V}\)(降压)。副边电流为 \(2 \times 100/50 = 4\ \text{A}\)。注意原边功率 \(120 \times 2 = 240\ \text{W}\) 与副边功率 \(60 \times 4 = 240\ \text{W}\) 完全相等,这正符合理想变压器的特性。
常见问题
这适用于真实变压器吗?本计算器采用理想(无损耗)模型。实际变压器由于存在铜损和铁损,效率低于 100%,因此真实输出会略低一些。
匝数比代表什么?当匝数比 \(\text{Np}/\text{Ns}\) 大于 1 时,表示降压变压器;小于 1 时,表示升压变压器。
为什么电压降低时电流反而升高?因为功率守恒:电压按某个倍数降低,电流就会按相同倍数升高。