电路板中变压器工作原理

变压器的工作原理主要基于电磁感应定律。当交流电通过初级线圈时，会在铁芯中产生交变磁通。这个交变磁通会同时穿过初级线圈和次级线圈，从而在次级线圈中感应出电动势。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

具体来说，变压器的原理可以总结如下：

1. 互感现象 ：当在原线圈上施加交流电压U₁时，会在铁芯中产生交变磁通量，这个磁通量同时穿过原线圈和副线圈，从而在副线圈中感应出电动势。这种现象称为互感现象。

2. 电磁感应 ：变压器利用电磁感应原理来改变交流电压。当交流电通过初级线圈时，铁芯中产生交变磁通，这个磁通量穿过次级线圈，在次级线圈中感应出电动势。次级线圈的电压大小与初级线圈的电压和匝数比有关。

3. 电压变换 ：通过改变次级线圈的匝数，可以实现电压的升高或降低。如果次级线圈匝数多于初级线圈，则输出电压降低（降压变压器）；反之，如果次级线圈匝数少于初级线圈，则输出电压升高（升压变压器）。

4. 电流变换 ：根据变压比，初级线圈和次级线圈的电流有效值成反比。即，如果初级线圈的匝数比次级线圈多，则初级电流较小，次级电流较大；反之亦然。

5. 功率关系 ：理想变压器中，初级和次级绕组的功率相等，即P1 = P2。实际变压器存在损耗，因此效率η通常在90%以上。

6. 损耗 ：变压器在运行过程中会产生损耗，主要包括铜损（线圈电阻引起的损耗）和铁损（铁芯中的涡流损耗）。这些损耗会导致变压器发热，影响其效率和寿命。

总结来说，变压器通过电磁感应原理，利用初级和次级线圈匝数比以及磁通量的变化，实现交流电压和电流的变换，同时存在一定的能量损耗。

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