为什么变压器的匝数少一半，电压反而高一倍？

Question

如题所述

Answer 1

你说的是理论上的变压器，它的原理是初级线圈产生磁场，次级线圈根据电磁感应原理产生电压，当初级圈数减少一半时，磁场强度加倍，所以次级可以用一半的匝数就能感应同样的电压。
然而实际变压器是用铁心导磁材料引导磁场的，而铁心能够容纳的磁通密度是有限的，铁心的面积也是有限的，因此线圈内的总磁通量是有限的（如果不放入能够导磁的铁心，线圈内磁通量更少的可怜），就像独木桥不能通过千军万马一样。而次级线圈感应电压除了与匝数成正比，还和磁通量的变化率成正比，同样的磁通量，圈数越少，感应电压就越低，即使你减少初级匝数，也不能提高磁通量，次级电压也不会上升，反而因为初级线圈的减少，初级电感量大大下降，阻抗下降，结果是造成输入电流大大上升，而不是提升次级电压。
当然如果增加初级匝数，铁心磁通倒是会下降，次级电压按比例下降，符合变压器匝比原理。
因此只有在变压器铁心处在最大磁通以内的范围才能用理想变压器理论来解释匝比问题。
高频变压器也有同样的问题，只是高频变化快，感应电压正比于变化速度，同样的磁通量可以感应更高的电压，所以匝数可以少一点（通常可以和频率成反比），但也是有限额的，它是开关电源变压器设计的关键参数。