變壓器(Transformer)是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號(hào)常用T當(dāng)作編號(hào)的開(kāi)頭.例: T01, T201等。
法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個(gè)“電感環(huán)”,稱(chēng)為“法拉第感應(yīng)線圈”,實(shí)際上是世界上只變壓器雛形。但法拉第只是用它來(lái)示范電磁感應(yīng)原理,并沒(méi)有考慮過(guò)它可以有實(shí)際的用途。
變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí),鐵心中便產(chǎn)生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標(biāo)1表示,副線圈物理量用下角標(biāo)2表示),其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱(chēng)變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
電力設(shè)備(power system)主要包括發(fā)電設(shè)備和供電設(shè)備兩大類(lèi),發(fā)電設(shè)備主要是電站鍋爐、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等等,供電設(shè)備主要是各種電壓等級(jí)的輸電線路、互感器、接觸器等等。
直接參與生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和消耗電能的設(shè)備稱(chēng)為電氣一次設(shè)備,主要有:
進(jìn)行電能生產(chǎn)和變換的設(shè)備,如發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等;
接通、斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器,如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器等
載流導(dǎo)體及氣體絕緣設(shè)備。如母線、電力電纜、絕緣子、穿墻套管等
限制過(guò)電流或過(guò)電壓的設(shè)備,如限流電抗器、避雷器等
互感器類(lèi)設(shè)備:將一次回路中的高電壓和大電流降低,供測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置使用,如電壓互感器、電流互感器
1832年,法國(guó)人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機(jī),其原理是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)永磁體使磁通發(fā)生變化而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),并把這種電動(dòng)勢(shì)以直流電壓形式輸出;
1866年,德國(guó)的西門(mén)子發(fā)明了自勵(lì)式直流發(fā)電機(jī);
1870年,比利時(shí)的格拉姆制成了環(huán)形電樞,發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)是用水力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的,經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn),于1875年得到了3.2KW的輸出功率;
1882年,美國(guó)的戈登制造出了輸出功率447KW,高3米,重22噸的兩相式巨型發(fā)電機(jī);
1896年,特斯拉的兩相交流發(fā)電機(jī)在尼亞拉發(fā)電廠開(kāi)始勞動(dòng)營(yíng)運(yùn),3750KW,5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。 [2]