
【電】 transformation ratio
在電氣工程領域,"變換比"(英文:Transformation Ratio)指電氣設備(如變壓器、互感器)中輸入量與輸出量之間的比例關系,通常用于描述電壓、電流或阻抗的轉換特性。以下是詳細解釋:
電壓變換比(Voltage Transformation Ratio)
指變壓器初級繞組電壓與次級繞組電壓的比值,計算公式為:
$$
K = frac{V_1}{V_2} = frac{N_1}{N_2}
$$
其中 (V_1)、(V_2) 分别為輸入(初級)和輸出(次級)電壓,(N_1)、(N_2) 為對應繞組匝數。
作用:實現升壓((K<1))或降壓((K>1))。
電流變換比(Current Transformation Ratio)
與電壓變換比成反比關系:
$$
frac{I_1}{I_2} = frac{N_2}{N_1} = frac{1}{K}
$$
體現能量守恒原則,輸入電流與輸出電流呈反比例變化。
阻抗變換比(Impedance Transformation Ratio)
描述負載阻抗通過變壓器映射到輸入端的等效阻抗:
$$
Z_{in} = K cdot Z_L
$$
用于阻抗匹配(如音頻放大器與揚聲器連接)。
IEEE C57.12.80《電力變壓器術語》明确電壓變換比為繞組額定電壓之比。
來源:IEEE Standards Association
《Electric Machinery Fundamentals》(Chapman, 5th ed.)詳細推導變換比與電磁感應定律的關系。
來源:McGraw-Hill Education
ABB《電力變壓器手冊》分析變換比對變壓器效率的影響。
來源:ABB Technical Publications
注:公式推導基于理想變壓器條件(無損耗、全耦合),實際應用中需考慮磁漏、鐵損等因素的修正。
變換比(也稱變比)是電力設備中描述一次側與二次側電壓或電流比例關系的專業術語,主要應用于變壓器、互感器等裝置。以下是詳細解釋:
基本定義
變換比指一次繞組與二次繞組之間的電壓比(變壓比)或電流比(變流比)。在變壓器中,通常用電動勢比值表示,即一次側電動勢(E_1)與二次側電動勢(E_2)之比,記為(k),公式為:
$$
k = frac{E_1}{E_2} approx frac{U_1}{U_2} = frac{N_1}{N_2}
$$
其中(N_1)、(N_2)為繞組匝數,(U_1)、(U_2)為輸入輸出電壓。
分類與計算
誤差要求
變壓器設計中,變比的誤差需嚴格控制:
應用場景
變換比是電力系統設計、設備選型及故障分析的核心參數,尤其在電壓轉換、電能傳輸和測量中起關鍵作用。
總結來看,變換比通過量化繞組間的電磁關系,實現了電能的靈活轉換與控制。
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