變壓器計算機

變壓器計算機

變壓器計算機可用於計算電力變壓器的匝數比、二次電壓、一次和二次電流、功率以及阻抗變換比。輸入一次電壓和兩個繞組的匝數，並可選擇輸入電流或功率值，即可獲得帶有逐步 MathJax 公式的完整分析。

什麼是變壓器？

變壓器是一種電磁裝置，透過電磁感應在兩個或多個電路之間傳輸電能。它由一個磁芯和繞在其上的兩個（或多個）線圈組成。一次繞組接收輸入功率，二次繞組以不同的電壓水平輸出功率。

其中 \(V_1\) 和 \(V_2\) 是一次和二次電壓，\(N_1\) 和 \(N_2\) 是各繞組的匝數，\(n\) 是匝數比。

變壓器關鍵方程式

電壓比： 各繞組兩端的電壓與匝數成正比：

電流比： 電流與匝數比成反比（對於理想變壓器）：

功率： 對於理想變壓器，功率是守恆的：\(P_{in} = P_{out}\)。對於具有效率 \(\eta\) 的實際變壓器：\(P_{out} = \eta \times P_{in}\)。

降壓變壓器與升壓變壓器

• 降壓 (Step-Down) (N₁ > N₂) — 降低電壓，增加電流。常見於配電系統（例如將 12kV 線路降至 120V）和 DC 電源供應器。
• 升壓 (Step-Up) (N₁ < N₂) — 提高電壓，減少電流。用於電力傳輸以減少線路損耗，以及 CRT/高壓應用。
• 隔離 (Isolation) (N₁ = N₂) — 提供電氣隔離而不改變電壓。用於醫療設備、敏感電子產品和安全應用。

阻抗變換

變壓器還按匝數比的平方變換阻抗：

此特性廣泛用於音響系統（匹配喇叭阻抗與擴大機輸出）和射頻電路（天線阻抗匹配）。

如何使用此計算機

1. 輸入一次電壓 — 輸入施加於一次繞組的電壓 (V₁) 並選擇單位。
2. 輸入匝數 — 輸入一次繞組 (N₁) 和二次繞組 (N₂) 的匝數。
3. 選擇性輸入 — 提供一次電流、額定功率或調整效率以獲得電流和功率計算。
4. 點擊計算 — 按下按鈕以計算所有變壓器參數。
5. 查看結果 — 檢查匝數比、電壓、電流、功率、阻抗比、變壓器圖表和逐步公式。

實際應用

• 配電 — 升壓變壓器將電力以高壓進行長距離傳輸，然後降壓變壓器將其降低供家庭使用。
• 電子電源供應器 — 將市電電壓降至低電壓（5V、12V 等）供電子設備使用。
• 音響設備 — 輸出變壓器將真空管或電晶體阻抗匹配至喇叭。輸入變壓器提供平衡訊號隔離。
• 焊接 — 焊接變壓器降低電壓並提高電流，以產生焊接所需的高電流電弧。
• 測量 — 比流器 (CT) 和比壓器 (PT) 降低高電壓和電流，以便進行安全測量。