變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成,如圖所示。
鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線圈之間沒有電的聯(lián)系,線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級(jí)線圈(或原線圈),另一個(gè)線圈接用電器稱為次級(jí)線圈(或副線圈)。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的,不可避免地存在銅損(線圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線)等,為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原、副線圈的電阻,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。
變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí),鐵心中便產(chǎn)生交變磁通,交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù),表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標(biāo)1表示,副線圈物理量用下角標(biāo)2表示),其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即變壓器原、副線圈電壓有效值之比,等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
在人工制冷(mannual refrigeration)開始發(fā)展以前,人類已經(jīng)知道利用天然冰雪在簡(jiǎn)易的設(shè)備中保持低溫條件,即利用天然冷源。在中國(guó),約在3000年前已使用天然冰保藏食品,公元前七世紀(jì)《詩(shī)經(jīng)》中就有關(guān)于采集、貯存和用天然冰冷藏食品的詩(shī)句。直到現(xiàn)代,人們?nèi)匀辉趹?yīng)用冰、雪和地下水等天然冷源。用天然冰或人造冰冷卻的冷藏裝置,只能達(dá)到有限的低溫,技術(shù)條件和衛(wèi)生條件較差,難以滿足多方面的要求。現(xiàn)代的制冷裝置都是應(yīng)用制冷機(jī)來冷卻。1834年,美國(guó)的J.珀金斯試制成功人力轉(zhuǎn)動(dòng)的用乙醚為工質(zhì)的可以連續(xù)工作的制冷機(jī)。1844年,美國(guó)的J.戈里試制了用空氣為工質(zhì)的制冷機(jī),用在醫(yī)院中制冰和冷卻空氣。1872~1874年,D.貝爾和C.von林德分別在美國(guó)和德國(guó)發(fā)明了氨壓縮機(jī),并制成了氨蒸氣壓縮式制冷機(jī),這是現(xiàn)代壓縮式制冷機(jī)的發(fā)端。隨著冷庫(kù)行業(yè)的發(fā)展當(dāng)前國(guó)內(nèi)外有很多知名企業(yè),如今冷庫(kù)行業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中越來越廣泛,
所有的金屬材料都來自于金屬礦產(chǎn)資源。由于礦產(chǎn)資源有限且不可再生,隨著人類的不斷開發(fā),這些資源在不斷的減少,資源短缺必然成為人類所需要直接面臨的一個(gè)局勢(shì)。金屬制品使用過程中的新舊更替現(xiàn)象是必然的,由于金屬制品的腐蝕、損壞和自然淘汰,每年都有大量的廢舊金屬產(chǎn)生。如果隨意棄置這些廢舊金屬,既造成了環(huán)境的污染,又浪費(fèi)了有限的金屬資源。