第4-1節 變壓器的動作原理

  如第1圖所示,將兩個線圈L1和L2置於相近處,供給交流電壓於L1,則由L1線圈所生之磁力線通過L2線圈,使L2誘起交流電壓。在這種情形下,通過L2中的磁力線的變化愈大,則誘起的交流電壓愈高,且兩線圈的間隔愈狹,則電壓亦愈高。

  現在設依第2圖所示,把L1和L2同繞在一個鐵心上,則由L1所生之磁力線即全部貫通於L2中,故L2中所發生的交流電變為最大,因此可成立如下式之關係:

  從上式可知E2與N2是成比例的,故只需調整次級圈的磁數,即能自由控制所發生的次級圈電壓。假定E1=100V,N2=1.000圈,則將N2繞25圈即可產生2.5V的電壓,繞3.000圈則可產生300V,故電壓的高低得由所繞線圈圈數之多寡決定之。

  如上所述,從初級線圈到次級線圈,透過磁力線的作用以變換交流電壓或電力的裝置就叫做變壓器(Transformer)。但這裡必須注意的便是變壓器的動作僅適用於交流電壓的升降,而對於直流電壓如第1圖(B)所示,變壓器便不能起作用了。

第4-2節 電源變壓器


  (1)構造:

  電源變壓器(Power transformer)是將電燈線的交流電壓(100V)做適當的變壓,以對真空管的絲極和B電源高壓供給電力的裝置。其構造如第3圖所示,用薄的矽鋼片(Silicon steel)重疊起來作為鐵心,在它的上面重疊繞著初級圈和次級圈。繞線圈時先以厚約2mm纖維作成相當於鐵心斷面大小的矩形圈筒(Bobbin),其上捲以韌紙(Craft paper),俾與鐵心完全絕緣。線圈的最裡層為初級圈,其上按照各管的絲極線圈、整流管的絲極線圈,B電源用高壓線圈的順序繞做次級圈(參照第3圖)。高級製品並在初級與次級間捲有靜電隔離用的薄銅片,以防止外部雜音及調幅交流聲(見第5圖)。普通整流管的絲極線圈之所以繞在初級圈的上面者,也同樣具有某種程度的靜電隔離作用。各線圈之間皆須襯以韌紙,俾得互相絕緣,使其不致發生鄰線短路(Layer short)之弊。做好的線圈俟乾燥後再依第6圖所示,用防濕臘煮沸,並於高溫的真空中以凡立水(Varnish)浸透,以防潮溼侵入而構成絕緣劣化的毛病。


  (2)鐵心的斷面積與線圈的圈數:

  變壓器的損失中有所謂鐵損(渦流損與磁滯損)與銅損(電流²×線圈的電阻)之分,但兩者相等時,則變壓器的效率最高。不過一般小型製品,由於鐵心價格的影響,都減少鐵量而增加銅量,故銅損總比較大一點。所用之鐵心的大小應視變壓器的電力容量如何而決定,兩者的關係於第7圖中表示甚明。下面試舉一實際的設計例並加以說明。

  第8圖中所列之6F6(42)單一式(5管機用)變壓器的次級消耗電力約為44W,假定要想使其效率到達85%,則初級輸入應為44/0.8552W。52W容量的變壓器,依第7圖看來,則其鐵心的斷面積必須有10²。現在市售鐵心的尺寸列於第1表,可選擇其中最適合者,重疊至相當於斷面積的厚度為準。

  其次要說到線圈的圈數。此於第9圖中不難看出其每1V所需的圈數為5T/V,故各線圈的圈數各依其電壓的多少乘以5,便可獲得。但實際上在全負荷的內部電壓下降亦不能不計算在內,故在繞線時通常都將B高壓線圈多繞5~10%,絲極線圈多繞3~5%左右。


  線的粗細須依第10圖按照所用電流決定之。大概已選定於2線之間者較為適合。唯B高壓線圈之電流在半波整流時應比照直流電流的2倍增加其線徑;全波整流時則按1倍增加之。

  (3)選擇法:

  普通製品大都依所用強力放大管而命名,譬如6F6S(=Single單一式)或2A3PP(=Push Pull推挽式)等是。此皆為配合使用真空管數所決定的電源變壓器之規格也(見第2表)。故收音機的線路既經決定,則真空管數字可明瞭,因此只需從該表中選擇其總絲極電流與B電流充份合適的規格即可。不過雖屬同一規格其因製品之不同,在性能上也會相差甚遠。故應十分小心挑選。

  從外觀上說,電源變壓器的外殼首先應取具有堅厚的鑄造外殼者,鐵心切口處必須平整,接合部分尤不得有空隙,凡有生鏽或鐵心露出切口外者皆屬劣品。再鐵心量過少或裝接鬆動及鐵心與線圈間留有太大控系者亦應摒棄。

  有些製品其導線在配線時稍一拉動即能被拉拔出來,故選購時應拉拉看。如第11圖所示,凡以銲片接頭代替導線者大抵無此顧慮,但有的高壓接頭間隔卻靠得太近,此點亦不可疏漏。又捲線的粗細是否能安全通過規定的電流,應從導線去判斷它。唯B高壓線圈用線雖細,往往露出之導線卻很粗,從外觀上又很難判斷了。

  在電氣的性能上,應以三用試驗電表測量之,以初級圈與B線圈的電阻愈少及電壓變動率(即次級電壓無負荷時與有負荷時之電壓差)愈低者愈好(最好絲極線圈在5%以內,B線圈在10%以內)。又,溫度上升應在40以下,鐵心和線圈之絕緣必須在10MΩ以上者為宜。

   (4)使用法:

  市上所售的電源變壓器大都是按照規格做成,並無一點緩衝的餘地,故使用時千萬不能超過規定。裝置前應先以100V接於初級圈上,檢查各次級圈的電壓。如此約經30分鐘後,凡發熱者一定是劣品,其必發生鄰線短路(Layer short)殆無疑義。

  裝於底盤時,應將鐵心收緊,使其不得動搖,故如線圈與鐵心間尚有空隙的話,應墊以纖維或木片(參照第12圖)。初級方面的100V與85V兩抽頭切勿弄錯,又保險線的安全電流應用大於初級電流的2倍者。

  鐵心或線圈間的絕緣時,容易發現交流聲或按觸底盤時會發生麻電現象,故應將變壓器拆下,置於防濕臘中煮至完全不冒氣泡為度,當可恢復絕緣(參照第6圖)。

  即使屬於無靜電隔離的變壓器,在半波整流時如能將B高壓線圈的起圈處接地,使用時也和有隔離的變壓器效果相同。

摘錄無線電界雜誌社印行 民國六十二年三月再版 無線電零件之構造及使用法 變壓器之構造及使用法 第4-1節 變壓器的動作原理 第4-2節 電源變壓器/黃鑑村 編著

    全站熱搜

    蘇桑 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()