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如何理解理想变压器不储能,而电感却能储存电磁能?(一)

发布:2024-09-02 浏览:22

核心提示:当有朋友问到我这个问题:为何理解理想变压器不储能,而电感却能储存电磁能?我的第一反应是思考这个问题有没有意义?后来转念一想,这个提问是值得写一篇文章的,其一是对于很多电气人员,尤其像我一样做箱变成套的设计人员来说,对于原件的了解有限,这篇文章可以帮助我们了解相关原件的原理,其二这实际上也属于一篇科普文章,随着现在电力电子的普及,变压器、电感性质的原件生活中也经常碰到,通过此问题的回答再一次告诉大家:敬畏电力,不是停电就意味着安全、可触摸了。本问题的回答分两篇文章,本篇文章说明变压器和电感的区别,下篇文章基

当有朋友问到我这个问题:为何理解理想变压器不储能,而电感却能储存电磁能?我的第一反应是思考这个问题有没有意义?后来转念一想,这个提问是值得写一篇文章的,其一是对于很多电气人员,尤其像我一样做箱变成套的设计人员来说,对于原件的了解有限,这篇文章可以帮助我们了解相关原件的原理,其二这实际上也属于一篇科普文章,随着现在电力电子的普及,变压器、电感性质的原件生活中也经常碰到,通过此问题的回答再一次告诉大家:敬畏电力,不是停电就意味着安全、可触摸了。
本问题的回答分两篇文章,本篇文章说明变压器和电感的区别,下篇文章基于区别解答上面的问题(不仅谈理想变压器,也基于实际谈):1. 两者在原理上的区别:电感:电感主要用于储存磁场能量和实现特定的电路功能。
当电流通过电感线圈时,会在其周围产生磁场,这个磁场会储存一定的能量。
根据电磁感应定律,当通过电感的电流发生变化时,电感会产生感应电动势,这个电动势的方向总是阻碍电流的变化。
当电流通过一个电感时,电感中的磁场逐渐增强,储存的能量也随之增加。
如果电流从0增加到I,电感储存的能量为LI²/2。
当电流减小时,电感中的磁场减弱,储存的能量也会释放出来。
变压器:变压器主要用于改变交流电压的大小和实现电能的传输与分配。
它由两个或多个绕组以及一个铁芯组成。
同样是利用电磁感应原理,当交流电流通过一个绕组时,会在铁芯中产生交变磁场,但这个磁场会通过铁芯耦合到另一个绕组,在另一个绕组中感应出电动势,即把原本可以储存的能量传输了出来。
根据变压器的工作原理,两个绕组的匝数比决定了输入电压和输出电压的比值。
2. 两者在功能作用上的区别电感:主要用于储能、滤波、参与无功补偿等作用。
在开关电源中,电感用于在开关管导通时储存能量,在开关管关断时释放能量,实现电压的变换和稳定输出;在滤波电路中,电感可以阻止交流信号通过,而让直流信号通过,起到平滑电流的作用。
在电路中接入电感,使电感产生的无功功率与感性负载产生的无功功率相互抵消,从而提高功率因数,也有电感和电容的配合,调节功率因数等应用场景。
变压器:变压器主要用于改变交流电压的大小,实现电能的传输和分配。
它可以将高电压变为低电压,或者将低电压变为高电压,以满足不同设备的电压需求。
至于变压器的分类,型号含义等,可以看下我之前基于成套箱变使用角度写的变压器相关知识分享。
3. 两者在结构特点上的区别电感:电感通常由1个线圈组成,可以是空心线圈或带有铁芯的线圈。
空心线圈的电感值较小,但具有较高的自谐振频率和较低的损耗。
带有铁芯的线圈电感值较大,但可能会存在磁饱和和铁损等问题。
电感的线圈可以采用不同的导线材料和绕制方式,以满足不同的应用需求。
变压器:变压器常由铁芯和多个绕组组成。
铁芯通常由硅钢片等磁性材料叠成,以提高磁导率和减少涡流损耗。
绕组分为输入绕组和输出绕组,可以采用不同的匝数和导线规格,以实现不同的电压变换比。
变压器的结构可以是干式变压器或油浸式变压器,根据使用环境和要求进行选择。
好了,电感与变压器的区别就说到这里,下篇文章我们继续回答此问题!

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