变压器通常是能够将数量从一个值转换为另一个值的设备。在本文中，我们将重点介绍电压互感器，它是一种静态电气组件，能够使用电磁感应原理在不改变频率的情况下将交流电压从一个值转换为另一个值。
在先前有关交流电的文章中，我们提到了变压器在交流电历史上的重要性。这是使交流电成为可能的主要推动力。最初，当使用基于DC的系统时，由于距离（长度）的增加，线路中的功率损耗，因此无法进行长距离传输，这意味着DC电站必须放置在各处，因此AC的主要目标是为了解决传输问题，并且没有变压器，这是不可能的，因为即使使用交流电，损耗仍然会存在。
在变压器就位的情况下，可以以非常高的电压但很低的电流从发电站传输交流电，从而消除了由于I 2 R的值而产生的线路损耗（该损耗给出了线路的功率损耗） 。所述然后变压器用于将高电压，低电流的能量低电压高电流的能量转换为一个社区内的最终分配，而不改变频率，并在该被来自发电站发送相同的功率（P = IV）。
为了更好地理解电压互感器，最好使用其最简化的模型，即单相变压器。
单相变压器
单相变压器是最常见的变压器（按使用数量计）。它在我们在家中以及其他任何地方使用的大多数“插入式”设备中都存在。
它用于描述变压器的工作原理，结构等，因为其他变压器就像是单相变压器的变型或修改。例如，某些人将三相变压器称为由3个单相变压器组成。
单相变压器 由两个线圈/绕组（初级和次级线圈）组成。这两个绕组的排列方式使得它们之间不存在电气连接，因此它们缠绕在通常称为变压器铁芯的普通磁铁上，因此两个线圈之间仅具有磁连接。这样可以确保仅通过电磁感应来传输功率，并且还可以使变压器用于隔离连接。
变压器工作原理：
如前所述，变压器由两个线圈组成。的初级和次级线圈。初级线圈始终代表变压器的输入，而次级线圈始终代表变压器的输出。
定义变压器的运行有两个主要影响：
的第一个是，流过丝套了导线周围的磁场的电流。产生的磁场的大小始终与通过导线的电流量成正比。如果将金属丝缠绕成线圈状，则会增加磁场强度。这是初级线圈感应磁场的原理。通过向初级线圈施加电压，它会在变压器铁心周围感应出磁场。
的第二效果，其当与所述第一组合解释这是基于这样的事实，所述变压器的工作原理是，如果一个导体围绕的一块磁铁和磁场变化缠绕，在磁场的变化将引起电流在导体的大小取决于导体线圈的匝数。这是次级线圈通电的原理。
当向初级线圈施加电压时，它会在铁芯周围产生磁场，强度取决于所施加的电流。因此，所产生的磁场在次级线圈中感应出电流，该电流是磁场强度和次级线圈的匝数的函数。
变压器的这种工作原理还解释了为什么必须发明交流电的原因，因为只有在施加的电压或电流发生变化时变压器才能工作，电磁感应原理才可以工作。因此，该变压器不能再用于直流。
变压器的构造
变压器基本上由两部分组成，其中包括：两个感应线圈和一个叠层钢芯。线圈彼此绝缘，并且也绝缘以防止与铁心接触。
因此，将在线圈和铁心结构下检查变压器的结构。
变压器核心
变压器的铁心通常是通过将层压的钢板堆叠在一起而构成的，以确保它们之间存在最小的空隙。近年来，变压器铁芯始终由叠层钢芯而不是铁芯组成，以减少由于涡流引起的损耗。
层压钢板有三种主要形状可供选择，即E，I和L。
当将叠片堆叠在一起以形成芯时，它们总是以接头侧面交替的方式堆叠。例如，如下图所示，在第一次组装过程中，将薄片以正面的方式组装，然后为下一次组装将其背面。这样做是为了防止关节处的高磁阻。
卷材
在构造变压器时，将变压器的类型指定为升压还是降压变得非常重要，因为这决定了初级或次级线圈中将存在的匝数。
变压器类型：
主要有三种类型的变压器;
1.降压变压器
2.升压变压器
3.隔离变压器
所述变压器下降步骤是变压器其给出的电压的减小的值施加到所述初级线圈在二次线圈，而对于升压变压器，该变压器使施加至初级线圈上的电压的增加值，在次级线圈。
隔离变压器是这样一种变压器，它向次级绕组上的初级绕组提供相同的电压，因此基本上用于隔离电路。
根据以上说明，只有通过设计初级线圈和次级线圈中每匝的匝数以提供所需的输出，才能实现创建特定类型的变压器，因此可以通过匝数比来确定。您可以通读链接的教程，以了解有关不同类型的变压器的更多信息。
变压器匝数比和EMF公式：
变压器匝数比（n）由公式给出；
n = Np / Ns = Vp / Vs
其中n =匝数比
Np =初级线圈的匝数
Ns =次级线圈的匝数
Vp =施加到初级的电压
Vs =次级电压
上述这些关系可以用于计算方程式中的每个参数。
上面的公式被称为变压器的电压作用。
既然我们说过，转换后的能力仍然不变；
上面的公式称为变压器的电流作用。这证明了变压器不仅可以转换电压，还可以转换电流。
EMF公式：
初级或次级线圈中任何一个的线圈匝数决定了它所感应或感应的电流量。当施加于初级线圈的电流减小时，磁场强度减小，并且与次级线圈绕组中感应的电流相同。
E = N（dΦ/ dt）
次级绕组中感应的电压量由以下公式给出：
其中N是次级绕组的匝数。
作为焊剂正弦地变化，磁通Φ=Φ最大sinwt
从而E = N * w *Φmax* cos（wt）Emax =NwΦmax
感应电动势的均方根值通过将电动势的最大值除以√2得出
该方程式称为变压器EMF方程式。
其中：N是线圈绕组的匝数
f是以赫兹为单位的磁通频率
Φ是韦伯的磁通密度
确定所有这些值后，即可构建变压器。
电力
如前所述，创建变压器的目的是确保在发电站产生的电能几乎没有损失地传递给最终用户，因此在理想变压器中，输出（次级绕组）的功率始终与输入功率。因此，变压器被称为恒定功率设备，尽管它们可能会改变电压和电流值，但始终以使输入端的相同功率输出可用的方式来完成。
从而
P小号= P p
其中Ps是次级电源，Pp是初级电源。
由于P =IvcosΦ然后我小号V小号COSφ小号= I p V p COSφ p
变压器效率
变压器的效率由下式给出：
效率=（输出功率/输入功率）* 100％
尽管理想变压器的功率输出应与功率输入相同，但是大多数变压器都离理想变压器较远，并且由于多种因素的确会遭受损耗。
下面列出了一些变压器可能会遭受的损失。
1.铜损
2.磁滞损耗
3.涡流损耗
1.铜损
这些损耗有时称为绕组损耗或I 2 R损耗。当电流流过绕组时，由于导体的电阻，这些损耗与用于绕组的导体所消耗的功率有关。可以使用以下公式计算该损失的值；
P = I 2 R
2.磁滞损耗
这是与用于变压器铁芯的材料的磁阻有关的损耗。当交流电反转方向时，它会影响用于磁芯的材料的内部结构，因为它会经历物理变化，这也会消耗一部分能量
3.涡流损耗
这种损失通常是通过使用层压薄钢板来克服的。涡流损耗是由于铁心也是导体，并且会在次级线圈中产生电动势而引起的。根据法拉第定律在铁心中感应的电流将与磁场相反，并导致能量耗散。
将这些损耗的影响因素纳入变压器的效率计算中，我们可以得出：
效率=（输入功率-损耗/输入功率）* 100％所有参数均以功率单位表示。