先进的电磁学和电磁感应

已知电子电源转换电路逆变器转变DC.进入AC.通过使用晶体管开关元件周期性地反转DC电压的极性。通常，逆变器还通过将开关DC电压施加到升压变压器的初级绕组来增加输入功率的电压电平。您可以将逆变器的开关电子设备视为类似于双杆，双掷开关每秒多次翻转：yabosports官网

第一个市售的逆变器制作简单方波输出:

然而，这对大多数电力造成了问题变形金刚设计用于运行正弦波交流电源。当由这种逆变器的方波输出供电时，大多数变压器会饱和由于波形循环的某些点在核心中累积的过度磁通量。要以最简单的术语描述这一点，方波具有更大的伏特第二产品比具有相同峰值幅度和基频的正弦波。

这个问题可以通过降低方波的峰值电压来避免，但是一些类型的供电设备会因为(最大)电压不足而遇到困难:

这种困境的可行解决方案原来是广场波的修改占空比：

计算这个修正方波开启的半周期的比例，以便在半周期内(从0到π弧度)具有与正弦波相同的伏特-秒乘积:

提示：这是一个计算相应的问题地区在半周期域的每个波形下面。

电气弧焊是一种功率转换装置，用于将电力电压(通常为240伏或480伏交流电)降低到低电压，并反过来将电流提高到100安培或更多，以产生非常热的电弧，用于焊接金属块:

最简单的弧焊机设计不过是一个大型降压变压器。为了对不同厚度的金属实现不同的焊接功率强度，有些电弧焊机在二次绕组上配备了丝锥:

一些弧焊机设计通过在变压器铁芯结构中移动一个磁ß - hunt“来实现连续的变异性:

解释这是如何分流的。需要移动哪种方式，以增加焊接弧的强度？这种电弧功率控制方法有什么优势在“敲击”次级绕组上？

无负载变压器发出的“嗡嗡”声主要是由于一种被称为磁致伸缩．这效果是什么？

如果在线圈上施加恒定的直流电压，由超导线(完全没有电阻)制成的空心电感器的磁通量会发生什么?记住，这是一个理想的场景，其中唯一描述最终磁通量的数学函数是将磁通量与电压和时间联系起来的函数!

给定施加在初级绕组上的方波电压，绘制理想变压器铁芯内的磁通量(Φ)随时间的变化曲线:

提示：输出电压（在次级绕组上测量）也将是方波，与源极（初级）电压完全相同。

给定施加在初级绕组上的方波电压，绘制理想变压器铁芯内的磁通量(Φ)随时间的变化曲线:

提示：输出电压（在次级绕组上测量）也将是方波，与源极（初级）电压完全相同。

给定施加在初级绕组上的方波电压，绘制理想变压器铁芯内的磁通量(Φ)随时间的变化曲线:

重要提示:注意方波源通电的时间点。一次绕组上施加电压的第一个脉冲不是全持续时间!

电力变压器可能在最初连接到交流电压源时的电源“浪涌”，从而缩短几次其额定主电流的短暂时间。这种电流的涌入通常是可听的，特别是如果变压器是一个大的配电单元，并且您恰好站在它旁边！

一开始，这种现象可能看起来是矛盾的，基于你对电感如何响应瞬态直流电压的知识(起初电流为零，然后电流渐近地达到最大值)。的确，即使有了交流电，这也是电感的本质反对通过降低电压而产生的电流反EMF.）。那么为什么卸载的变压器在最初连接到交流电压源时绘制大的浪涌电流？

提示:当变压器第一次连接到它的电压源时，它并不总是浪涌。事实上,如果你打开和关闭隔离开关喂养电力变压器的初级绕组,你会发现几乎激增现象是随机:有时就没有关闭开关时,有时会有浪涌(不同程度)当开关关闭。

假设您正在测试该降压变压器，在其各种位置之间移动选择器开关，并在每个开关位置测量变压器的输出电压：

你注意到一些奇怪的东西：当开关移动到产生最大输出电压的位置时，变压器听觉“嗡嗡”。它在任何其他开关位置中没有产生明显的噪声。为什么这发生了？

提示：如果开关留在任何大量时间的“嗡嗡声”位置，则变压器温度开始增加。

它是一个已知的事实：即使当电感器上施加的电压是完美的正弦的电压是完美的，铁磁材料的B-H曲线的非线性也将导致电感器的电流是非正弦的。

除非线圈电阻是大幅的，否则核心磁通波形（φ）随着时间的推移也是正弦波形的，因为没有阻力电压，电压和通量之间的关系是E = n [（Dφ）/ dt]，完美正弦波的变化率是完美的余弦波。

知道核心磁通波形将是正弦波允许我们使用图形“特征”来导出来自B-H曲线的电感​​器电流波形：使用B-H曲线随时间随时间相关的瞬时值，随着时间的推移，线圈电流的瞬时值与线圈电流的瞬时值相关联。当以这种方式使用时，B-H曲线称为a转移特征，因为它被用作地图，将一个波形上的点“转移”到另一个波形上的点。我们知道φ与B成正比，因为B = [(Φ)/A]，核面积是恒定的。我们还知道i和H成正比，因为

)/l]，铁芯长度和导线匝数均为常数:

注意，磁通波形是正弦波，而电流波形不是。

基于您在此处看到的内容，描述电感器设计器如何最小化电感器中的电流失真。什么条件使这种失真更好，以及什么条件使其变得更糟？

电磁感应状态的法拉第定律跨越线的线圈上的感应电压等于在线圈乘以随时间磁通量的变化率“匝”的数目：

通常，您将看到等式的右侧前面的负标志，正确地表示感应电压的极性。这是数学表达伦敦法尔．但是，在这个等式中，省略了负标志，并且我们只注意到感应电压的绝对值。

使用微积分技术以表达φ作为v的函数，因此我们可以具有可用于预测电感器或变压器中累积的磁通量的等式，这给出了它（v）的电压和累积时间（t）．提示：您可以将其视为具有可分离变量的微分方程。

对于那些不熟悉微积分的人，您仍然可以回答这个问题，尽管是以一种更简单的形式:写出一个方程，描述线圈内磁通量的变化(∆Φ)，给定线圈上的直流电压(V)和一定的时间(t)。