
【电】 air-core transforer
【机】 air core
transformer
【化】 potential transformer; transformer
【医】 transformer
空心变压器(Air-Core Transformer)指无铁磁材料作为磁芯的电磁感应装置,其线圈绕组通过空气或其他非磁性介质实现磁耦合。该设备在汉英词典中对应"空心变压器/Air-Core Transformer"词条,其核心特征区别于传统铁芯变压器:
结构特性
绕组采用蜂房式或层叠式绕制工艺,初级线圈(Primary Coil)与次级线圈(Secondary Coil)通过空心骨架保持空间隔离。根据《电磁场与微波技术》(人民邮电出版社),这种设计避免了磁滞损耗,特别适用于高频场景(>50kHz)。
工作方程
磁耦合系数k由线圈几何参数决定,电压变换遵循: $$ frac{V_2}{V_1} = frac{N_2}{N_1} $$ 其中N为线圈匝数,该关系式在IEEE标准145-1993电磁元件规范中有详细说明。
应用领域
射频识别系统(RFID)天线、特斯拉线圈及医疗MRI设备的梯度线圈均采用此类变压器。美国能源部《高频电力电子技术指南》指出,其在兆赫兹频段的效率可达传统变压器的3倍。
性能对比
相较于铁氧体磁芯变压器,空心型号具有零磁饱和特性但磁阻较高。清华大学《电子器件设计手册》建议,在10MHz以上频段优先选择空心结构。
空心变压器是一种通过互感原理实现能量或信号传输的器件,其核心特点是不含铁磁材料制成的磁芯。以下从多个维度进行解释:
无铁磁芯结构
空心变压器由两个或多个耦合线圈绕制在非铁磁性支架(如空气或其他非磁性材料)上构成。原边(初级)线圈连接电源,副边(次级)线圈连接负载,通过磁耦合传递能量。
电路模型参数
高频适用性
由于无铁磁芯的磁饱和问题,空心变压器在高频场景(如通信设备、射频电路)中表现更优,线性度更高,能减少非线性失真。
轻量化与低损耗
非铁磁材料降低了磁滞损耗和涡流损耗,同时结构更轻便。
空心变压器凭借无磁芯的物理特性,在高频、低失真要求的场景中具有不可替代性。
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