电工学中变压器的知识点是什么？

电工学·变压器核心知识点（考试/电力行业通用）

一、基本结构

1. 铁芯：导磁回路，多用硅钢片叠压，减小涡流损耗；

2. 绕组

◦ 一次绕组（原边）：接电源；

◦ 二次绕组（副边）：接负载；

3. 附属：油箱、绝缘套管、冷却装置（油浸风冷、干式自冷等）

二、工作原理（电磁感应、互感现象）

交变电压施加原边→产生交变磁通→铁芯中交变磁场穿过副边→互感感应电动势

前提：交变交流电；变压器不能变换直流电！直流磁通恒定，不会产生感应电动势。

基本公式

1. 电动势公式

E=4.44 f N \varPhi_m

$ f ：频率；N：绕组匝数；\varPhi_m$：主磁通*大值

2. 电压比（变比）

\frac{U_1}{U_2}\approx\frac{E_1}{E_2}=\frac{N_1}{N_2}=k

k=变比

• k>1：降压变压器

• k<1：升压变压器

3. 电流关系（理想变压器）

\frac{I_1}{I_2}=\frac{N_2}{N_1}=\frac{1}{k}

功率关系：P_1=P_2，理想变压器输入功率=输出功率

三、理想变压器三大变换作用⭐重点

1. 变换电压 U_1/U_2=N_1/N_2

2. 变换电流 I_1/I_2=N_2/N_1

3. 变换阻抗（阻抗匹配）

Z'=k^2 Z_L

副边负载阻抗折算到原边，电子电路常用阻抗匹配实现*大功率传输。

区分：理想变压器无损耗、无漏磁、励磁电流为0；实际变压器存在损耗。

四、变压器损耗与效率（实际变压器）

两类损耗：

1. 铁损（铁芯损耗）：涡流损耗+磁滞损耗

特点：电压、频率不变时，铁损基本恒定，与负载大小无关；

2. 铜损（绕组损耗）：导线电阻发热 I^2R

特点：随负载电流变化，负载越大铜损越大。

效率：\eta=\dfrac{P_{输出}}{P_{输入}}\times100\%

变压器一般在50%~75%额定负载时效率*高。

五、额定参数（铭牌参数必考）

1. U_{1N}、U_{2N}：一、二次额定电压

电力变压器副边额定电压为空载电压，比线路额定电压高5%/10%；

2. I_{1N}、I_{2N}：额定电流；

3. S_N：额定容量（视在功率，单位kVA）

S_N=\sqrt{3}\,U_N I_N \quad(\text{三相变压器})

⚠容量是视在功率，不等于有功功率P。

六、三相变压器

1. 结构：三铁芯柱；

2. 常用连接组别：Yyn0、Dyn11（配电变压器*常用Dyn11，抑制谐波）；

3. 变比：线电压之比等于匝数比。

七、变压器运行重要知识点

1. 空载运行

副边开路，原边仅有很小励磁电流，主要产生主磁通；损耗几乎只有铁损。

2. 负载运行

副边有电流，产生副边磁通，抵消部分主磁通；原边电流自动增大维持主磁通基本不变。

3. 短路运行（短路试验）

副边短路，外加低压，测得铜损；

4. 空载试验：测铁损、变比。

八、电压调整率

负载变化时，副边电压会波动。

电压调整率：负载从额定变空载时，副边电压相对变化程度；

感性负载会使副边电压下降，容性负载可能电压升高。

九、特殊变压器（拓展）

1. 自耦变压器：一、二次绕组有电连接，不是隔离变压器；

2. 电压互感器PT、电流互感器CT（仪用互感器）

◦ PT：并联，升压变原理，严禁二次短路；

◦ CT：串联，降压变原理，严禁二次开路！（高压危险）

3. 电焊变压器、试验变压器。

十、易混考点总结

✅变压器只能改变交流电压，不通直流；

✅主磁通大小基本由电源电压、频率决定，负载变化主磁通近似不变；

✅容量单位kVA（视在功率），不是kW；

✅CT二次不许开路，PT二次不许短路；

✅损耗：铁损恒定，铜损随电流变化。