变压器匝比与阻抗变换

原理与说明

变压器靠互感传递能量：同一磁通穿过初、次级，每匝感应电压相同，所以电压与匝数成正比；能量守恒决定电流与匝数成反比；于是阻抗按匝比的平方变换。

典型用途

• 电源变压器：220 V 降到所需交流电压，同时提供安全隔离。
• 阻抗匹配：电子管功放用输出变压器把 8 Ω 扬声器变换成几 kΩ 屏极负载；射频中用宽带变压器（巴伦）实现 50 Ω ↔ 200 Ω 等变换。
• 隔离与采样：电流互感器、脉冲变压器、以太网隔离变压器。

设计提示

• 工频小变压器：先按功率选铁芯（截面 ≈ 1.25√P cm²），按 B_m 求每伏匝数，次级多绕 5–15% 补偿满载压降。
• 磁通密度与电压/频率成正比：50 Hz 的变压器接到 60 Hz 可以，反过来可能饱和；直流不能通过变压器。
• 理想模型忽略了漏感、励磁电流、绕组电阻与铁损，实际次级电压随负载下降。