詳解變壓器的銅損和鐵損

變壓器，作為電壓變換和功率傳輸?shù)闹饕O(shè)備，不管是在電力系統(tǒng)還是在電子電路中，其應(yīng)用都非常廣泛。而變壓器在運(yùn)行過程中，總會(huì)伴隨著損耗的產(chǎn)生，其中，變壓器的損耗主要分為兩種，即銅損和鐵損，今天我就來給大家講講，什么是變壓器的銅損和鐵損。

一、銅損
說到銅，很多人第一個(gè)想到的就是銅導(dǎo)線，其實(shí)變壓器銅損中的銅，也是指“銅導(dǎo)線”。變壓器的繞組大多都是由銅導(dǎo)線繞制而成，一般匝數(shù)較多，所以其電阻不足以被忽略，而有電阻，就意味著有功率損耗。

由于變壓器繞組存在電阻，根據(jù)焦耳定律，顯然，這個(gè)電阻流過電流會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，且電流越大，功率損耗就越大，即ΔP=I2R，這個(gè)ΔP就是變壓器的銅損。可以很輕易地得出結(jié)論：變壓器的銅損由繞組產(chǎn)生，且隨著電流的變化而變化，所以它是可變損耗。

變壓器的銅損比較簡單，難點(diǎn)在于鐵損的理解。

二、鐵損
區(qū)別于銅損，變壓器的鐵損與繞組、電流大小等因素?zé)o關(guān)，它由鐵芯產(chǎn)生，所以鐵損中的“鐵”其實(shí)就是指鐵芯。變壓器的鐵損又可以分為兩部分，即渦流損耗和磁滯損耗。

說到渦流，我想大家應(yīng)該都有了解一二，例如電磁爐的工作就是基于渦流的產(chǎn)生，簡單來說，渦流產(chǎn)生的條件有二：1有交變磁場(chǎng)，2有閉合的導(dǎo)體路徑，而變壓器鐵芯就恰好滿足這兩個(gè)條件。

變壓器鐵芯是磁場(chǎng)的主要路徑，幾乎所有磁場(chǎng)都是在鐵芯中流通，而磁場(chǎng)由交變電流產(chǎn)生，所以磁場(chǎng)也是交變的，同時(shí)，鐵芯又是導(dǎo)體，顯然，交變磁場(chǎng)穿過鐵芯必然會(huì)產(chǎn)生渦流，兩者方向關(guān)系遵循右手螺旋定則。正是因?yàn)殍F芯會(huì)產(chǎn)生渦流，才把它做成薄薄的一片片，因?yàn)樵奖‰娮柙酱螅娏饕簿驮叫　?/p>

變壓器在正常工作時(shí)，電壓一般是保持不變的，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電壓不變，磁場(chǎng)也會(huì)不變，這里的不變是指有效值（或幅值），所以鐵芯中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不變（區(qū)別于繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這里是指鐵芯中的感應(yīng)電壓），顯然，在感應(yīng)電壓不變的情況下，（鐵芯）電阻越大，電流（渦流）就也小。

有渦流，就必然會(huì)有損耗，除非鐵芯是超導(dǎo)體，當(dāng)然這是不可能的。由于渦流的大小不變（指有效值或幅值），所以由渦流產(chǎn)生的損耗也不變。

除渦流損耗外，鐵芯中還存在另一種損耗，那就是磁滯損耗。鐵芯作為鐵磁材料，會(huì)不斷被交變磁場(chǎng)磁化，也就是說，鐵芯會(huì)被磁化成磁體，且這個(gè)磁體的磁極方向隨著交變磁場(chǎng)方向的變化而變化。

我們可以把鐵芯看成內(nèi)部含有無數(shù)個(gè)小磁針（即磁疇）的磁鐵，鐵芯磁極方向的反復(fù)變化其實(shí)就是這些小磁針在不斷地反復(fù)旋轉(zhuǎn)。顯然，小磁針的反復(fù)運(yùn)動(dòng)與摩擦就會(huì)產(chǎn)生能量損耗，由于鐵芯磁化狀態(tài)的變化總是落后于外加磁場(chǎng)的變化，就好像有粘滯性一樣，在外磁場(chǎng)撤消后，鐵磁質(zhì)仍能保持原有的部分磁性，這就是磁滯現(xiàn)象，所以把鐵芯在被磁化過程中產(chǎn)生的損耗稱為磁滯損耗。由于原磁場(chǎng)不變，所以鐵芯的磁化也是不變的，產(chǎn)生的磁磁滯損耗也是不變的。這里的不變是指鐵芯的磁化過程是周期性的，而不是隨機(jī)的。

可以發(fā)現(xiàn)，電壓不變，鐵損中的渦流損耗和磁滯損耗都是不可變的，所以又把鐵損稱為不可變損耗。

總結(jié)一下，變壓器的損耗分為銅損和鐵損，其中銅損由繞組產(chǎn)生，其大小與電流有關(guān)，是可變損耗；而鐵損由鐵芯產(chǎn)生，分為渦流損耗和磁滯損耗，鐵損大小與電壓有關(guān)，是不可變損耗，