直流变压器


在介绍性章节中,我们将变压器定义为交流电机,因为它仅适用于交流电。因此,变压器不能改变(增加或减少)直流电压的值。在本章中,我们将了解变换对直流电 (DC) 不起作用的原因。

直流变压器

考虑如图 1 所示的变压器,它连接到电池(或直流电压源)V。当我们将此直流电压 V 施加到变压器的初级绕组时,它将汲取恒定电流(直流),因此产生流过磁芯的恒定磁通量。

根据电磁感应原理,只有当线圈或导体受到变化的磁场时,才能在线圈或导体中感应出电动势,即

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

因此,施加到初级绕组的DC电压不会在初级绕组或次级绕组中感应出EMF。因此,这个讨论证明变压器不能在直流电源上工作。事实上,将直流电源连接到变压器的初级绕组可能很危险

等效电路

连接到直流电压的变压器的等效初级绕组电路如图 2 所示。在这种情况下,初级绕组中没有自感电动势来对抗所施加的电压V(根据楞次定律),初级绕组中的电流由下式给出:

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

其中,$\mathit{R_{\mathrm{1}}}$ 是初级绕组的电阻。由于R 1的值非常小,通过初级绕组的电流$\mathit{I_{\mathrm{1}}}$将非常大。这种大电流会导致变压器过热烧毁或保险丝熔断。因此,切勿将变压器的初级绕组连接到直流电源上,否则可能会损坏变压器或引起电气事故