张伟 2015-11-17 09:45

变压器空载时原线圈中有没有“电流” 张伟（广东省中山市华侨中学广东中山 528400）摘要：本文回答了变压器空载时副线圈中有没有电流这个问题，文章尝试从变压器是否是理想变压器这个角度来讨论问题，最终给出两种情况下电流瞬时值以及电流有效值的有无。关键词：电流瞬时值电流有效值 1 问题的提出变压器的动态分析问题往往分为两种情况：第一种情况是副线圈空载的时候；第二种是副线圈有负载的时候。对于第二种情况教师已经讲解的很清楚了，但是第一种情况由于高考出现的频率低，往往被我们忽视，本文章就来仔细研究第一种情况下原副线圈中到底有没有电流。关于第一种情况学生往往会问道这样一个问题：空载时候，副线圈是一定没有电流（电流的有效值），但是原线圈中有没有电流呢？其实关于这个问题的问法是有问题的，有两个概念学生没有说清楚：第一是什么样的变压器，第二这个电流是有效值还是瞬时值。 2 区分电流的瞬时值和电流的有效值电流的有效值是根据热效应来定义的，让交变电流和恒定电流分别通过相同的电阻，如果他们在相同时间产生相同的热量，这一恒定电流的数值（电流或电压）就是相应交变电流的有效值（电流或电压）。如果用i(t)表示交变电流的瞬时电流随时间的关系，用I（T）表示交变电流在一个周期内有效值，他们的关系可以表示为：从这个表达式可以看出两者的关系，有效值是和一段时间对应的，具体来说和积分的上下限有关，一般取一个周期，说有效值是多少的时候，往往指的是一个周期内的有效值。瞬时值是和一个时刻对应，某个时刻电流的瞬时值是可以为零的，但是一个周期内电流的有效值往往是不为零的。通过上面的表达式可以发现要想使一个周期内电流的有效值为零，必须让电流的瞬时值在这个周期内处处为零，否则有效值就会不为零。但是这个表达式的成立是有条件的，就是电路中必须有电阻元件，如果电路中全部是电感或者电容元件的话，这个关系式是不成立的，即便这个时候电路中有电流通过，但是由于这个电流不会带来热效应，所以认为此时的电流的有效值为零，但是电流的瞬时值是不为零的。 3 变压器的理想与否影响“电流”有无如果不是理想的变压器，变压器会有铜损和铁损，尽管没有接负载，但是由于铜损和铁损会带来热效应，所以电流的有效值是不为零的。既然电流的有效值不为零，那么电流的瞬时值一定是不为零的，当然不排除某个时刻电流的值为零。如果是理想变压器，并且变压器是空载，这个时候由于没有铜损和铁损，变压器是不会产生热效应的，这个时候原线圈中电流的有效值是为零的。那么原线圈中电流的瞬时值是不是也为零? 由于副线圈开路，副线圈中没有电流，所以副线圈中是不会产生感应电流的，不会产生感应磁场，也就是对原线圈的磁通不会造成任何影响，所以空载的时候，理想变压器就变成了一个线圈了，此时电路就变成一个纯电感电路。尽管电感线圈对交变电流有阻碍作用，但是这仅仅是阻碍不是阻止，所以当交变电流通过自感线圈时是会有电流的，即电流的瞬时值是不为零的。 4 结论如果变压器是理想变压器的话，空载的时候，原线圈中电流的有效值是为零的，但是电流瞬时值是不为零；如果不是理想变压器，空载时候，原线圈中电流的有效值是不为零，电流的瞬时值也是不为零的。综上所述，不管变压器是理想的还是非理想的，空载的时候原线圈中总是有电流的，即电流的瞬时值不为零。