
【電】 air-core transforer
【機】 air core
transformer
【化】 potential transformer; transformer
【醫】 transformer
空心變壓器(Air-Core Transformer)指無鐵磁材料作為磁芯的電磁感應裝置,其線圈繞組通過空氣或其他非磁性介質實現磁耦合。該設備在漢英詞典中對應"空心變壓器/Air-Core Transformer"詞條,其核心特征區别于傳統鐵芯變壓器:
結構特性
繞組采用蜂房式或層疊式繞制工藝,初級線圈(Primary Coil)與次級線圈(Secondary Coil)通過空心骨架保持空間隔離。根據《電磁場與微波技術》(人民郵電出版社),這種設計避免了磁滞損耗,特别適用于高頻場景(>50kHz)。
工作方程
磁耦合系數k由線圈幾何參數決定,電壓變換遵循: $$ frac{V_2}{V_1} = frac{N_2}{N_1} $$ 其中N為線圈匝數,該關系式在IEEE标準145-1993電磁元件規範中有詳細說明。
應用領域
射頻識别系統(RFID)天線、特斯拉線圈及醫療MRI設備的梯度線圈均采用此類變壓器。美國能源部《高頻電力電子技術指南》指出,其在兆赫茲頻段的效率可達傳統變壓器的3倍。
性能對比
相較于鐵氧體磁芯變壓器,空心型號具有零磁飽和特性但磁阻較高。清華大學《電子器件設計手冊》建議,在10MHz以上頻段優先選擇空心結構。
空心變壓器是一種通過互感原理實現能量或信號傳輸的器件,其核心特點是不含鐵磁材料制成的磁芯。以下從多個維度進行解釋:
無鐵磁芯結構
空心變壓器由兩個或多個耦合線圈繞制在非鐵磁性支架(如空氣或其他非磁性材料)上構成。原邊(初級)線圈連接電源,副邊(次級)線圈連接負載,通過磁耦合傳遞能量。
電路模型參數
高頻適用性
由于無鐵磁芯的磁飽和問題,空心變壓器在高頻場景(如通信設備、射頻電路)中表現更優,線性度更高,能減少非線性失真。
輕量化與低損耗
非鐵磁材料降低了磁滞損耗和渦流損耗,同時結構更輕便。
空心變壓器憑借無磁芯的物理特性,在高頻、低失真要求的場景中具有不可替代性。
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