考试不提供,需记忆。
用途
Transformer turns ratio 用于电磁学(SPM 物理中五)。每一行运算都要带 SI 单位。 电磁学
符号与 SI 单位
| 符号 | 含义 | SI 单位 |
|---|---|---|
| Vp | 初级电压 | V |
| Vs | 次级电压 | V |
| Np | 初级匝数(无单位) | , |
| Ns | 次级匝数(无单位) | , |
公式变形
Vs = Vp × Ns / NpNs = Np × Vs / VpVp = Vs × Np / Ns
解题示例
常见陷阱
理解变压器匝数比
此关系式为 Vp / Vs = Np / Ns。其中 Vp 是初级(输入)电压,Vs 是次级(输出)电压,均以伏特(V)为单位。
Np 与 Ns 是初级与次级线圈的匝数;因是纯计数,故无单位。
电压与匝数相关,是因为变化的磁通量对每一匝的链接相同,所以线圈中感应的电压与其匝数成正比。次级匝数越多,输出越高(升压);越少,输出越低(降压)。
移项时用交叉相乘:Vs = Vp × Ns / Np 求输出电压,Ns = Np × Vs / Vp 求次级匝数,Vp = Vs × Np / Ns 求输入电压。
分步解题示例
一变压器初级电压 Vp = 120 V,Np = 200 匝,其次级输出 Vs = 600 V。求次级匝数 Ns。
移项求 Ns:
Ns = Np × Vs / Vp = 200 × (600 V / 120 V) = 200 × 5 = 1000 匝。
由于 Vs 大于 Vp,这是升压变压器,次级匝数必多于初级,答案予以证实(1000 > 200)。
电压之比方向要正确:它是 600 / 120 = 5,而非 120 / 600。次级线圈有 1000 匝。
常见错误与考法
最常见的错误是把比值颠倒,弄混哪一边是初级。把 Vp 与 Np 放在同一边对齐。
另一错误是把它当作功率方程;匝数比只涉及电压,而电流由 VpIp = VsIs 处理。第三是给 Np 或 Ns 加单位,它们只是计数。
在 计算 下,代入带单位的数值,并将匝数写为整数。在 定义 下,说明电压之比等于匝数之比。
在 解释 下,可能需说明为何升压变压器需要更多次级匝数,或为何变压器能用交流电而不能用稳定的直流电。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)