为什么电流互感器二次侧不能开路,电压互感器二次侧不能短路?

为什么电流互感器二次侧不能开路,电压互感器二次侧不能短路?

电压互感器是降压变压器,二次端短路电流很大,不能够短路.

电流互感器是升压变压器,二次端开路电压很大,不能够开路.

简单计算或者简明了解,理论上可以采用理想变压器模型来阐述,有些参数可以忽略不计,(其实由于楼上楼下各路专家把我的话都说了,眼前有景道不得,崔颢题诗在上头,只好另辟蹊径了,针对大众化给出平民的解释.):

如上图,变压器的原边又称为一次端,变压器的副边又称为二次端.

理想变压器方程(高中学过的):

理想状态下能量守恒,一次端功率就等于二次端功率,输出功率等于输入功率:P₁=P₂.

依据电功率:P=UI.(无损耗环境下有功功率).

所以就有了:U₁I₁=U₂I₂.

由此知理想变压器:

升压变压器:一次端比二次端线圈匝数少,二次端提高了开路电压.

降压变压器:一次端比二次端线圈匝数多,二次端增强了短路电流.

电压互感器的一次端线圈匝数比二次端线圈匝数要多,是降压变压器,简单来讲如果二次端短路,短路电流将很大,将损毁用电设备.

电压互感器的一次端线圈匝数比二次端线圈匝数要少,是升压变压器,简单来讲如果二次端开路,开路电压将很大,具备潜在的触电风险.

通过拆来电流互感器,可以看到二次线圈绕了很多密密麻麻的匝数,它的开路电压会很高:

电流互感器的一次侧,就是从中经过之原导线,其工作原理如下:

当一次端电流从电流互感器中经过,由螺旋定则或右手定则可知,硅钢感应圈中将产生环形变化的磁通.

而环形硅钢感应圈中不断变化的磁通,会作用于围绕在其上的二次端线圈,依据右手定则或楞次定律或者电磁感应定律可知,二次线圈中将产生高于一次端很高的感应电动势,如果开路的话,二次端开路电压将非常高.

可能有人不禁要疑惑了:既然你说理想变压器要符合方程:U₁I₁=U₂I₂,换言之,电压高,电流就要低,输出功率和输入功率是个恒量.

那么问题就来了:

如果二次端电压高的话,则依据欧姆定律I=U/R,流经过二次回路电流自然就不会低呀?

这也是当时高中困惑到我的地方,当一次回路电压电阻一定了,究竟二次回路的电流取决于变压器方程,还是二次回路的欧姆定律?

其实这个是因为理想变压器方程,而在实际模型中,我们是将完整之整个电路拿来分析计算的,从而得到了,实际模型的变压器方程:

U=(R₁+jωL₁)I₁+MI₂.

(R₂+jωL₂+Z)I₂+MI₁=0.

其中Z是负载,另外在变压器线圈共同名端,由于推导稍微复杂且时间仓促,在此不再赘述了,楼上下关于这些说的都比较详细.