大家都知道，变压器可以用于交流电路中，实现电压大小的变换，例如开关电源、充电器中都有变压器的身影。我们日常的用电，也是来源于配电变压器。可以说，没有变压器，就没有现在庞大的电力系统。
那么，变压器是如何变换电压的呢？在结构上，变压器变换电压的主要部分是铁芯和线圈，其中线圈绕制在铁芯上。变压器在工作时，线圈会流过电流，并产生磁场，这个磁场会在闭合铁芯中流通，形成磁通。
所谓磁通，是指穿过某平面的磁力线数目，而磁力线是人为假设的，用于表示磁场大小和方向的线条，实际上磁场我们是看不见也摸不着的，磁力线数目越多，表示磁场越强。
线圈有一次和二次之分，其中接电源的线圈称为一次线圈（又称初级线圈），作为输入端；接负载的线圈称为二次线圈（又称次级线圈），作为输出端。
线圈是使用导线（一般是铜导线）一圈一圈绕制形成的，所以绕多少圈是可以人为决定的，这个圈数就称为匝数，例如一次线圈的匝数为N1，表示一次线圈是用导线绕了N1圈形成的。另外，变压器中，一次线圈的电压一般用U1表示，二次线圈的电压用U2表示。
变压器中，一、二次线圈的电压比等于一、二次线圈的匝数比，其比值的结果称为变比，用字母k表示，即U1/U2=N1/N2=k。这个比值的式子是通过电磁感应定律公式推导出来的，但电磁感应定律公式涉及到微分符号，所以很多电工朋友理解起来有点困难。
今天，我将从另一个角度分析，不用电磁感应定律的公式，带大家理解变压器的U1/U2=N1/N2是如何得出来的。
首先，若有一匝导线，如下图1所示，并拿一个条形磁铁不断地上下穿过这个这圈导线，由于磁铁周围存在磁场，根据电磁感应现象，这圈导线两端必会产生感应电压U，即使这个感应电压很小，它也是存在的。感应电压的产生，是因为穿过这圈导线的磁通在不断发生变化。
图1
然后再增加一匝相同的导线，如下图2左边所示，还是同一个条形磁铁上下移动，此时两个线圈的两端都会产生感应电压，由于线圈相同，所以产生的感应电压也相等，都是U。
图2
若将两个线圈首尾相连串接起来，如图2右边所示，那么两个线圈的电压就会串联相加，总电压为2倍U。
依此类推，显然，若有相同的N匝线圈，被同一磁铁上下穿过，就会有N个电压U，若将这N匝线圈首尾相连串接起来，N匝线圈的电压也会串联相加，得到总电压为NU，如下图3所示。
图3
理解了这些线圈的电压关系，我们再接着看变压器。变压器运行电路如下图4所示，一、二次线圈绕在同一个铁芯上，匝数分别为N1和N2。
图4
线圈流过电流，并产生磁场，磁场在铁芯中流通，由于电流是交变的，所以由电流产生的磁场也是交变的，换言之，磁场和电流是同步变化的。
交变磁场流过铁芯，其大小和方向都交替变化，而线圈又是绕在同一个铁芯上，这就相当于同一个交变磁场穿过了两个线圈。类同于上文的磁铁不断上下穿过线圈，显然，绕在铁芯上的两个线圈必定会产生感应电压。
由于两个线圈共用同一个交变磁场，若将一、二次线圈分解为一匝一匝，那么每一匝线圈所产生的感应电压必定相同，假设为U。基于此，一次线圈有N1匝，就相当于将N1个单匝线圈首尾相连串接起来，每个单匝线圈的电压为U，N1匝就有N1个U，即一次线圈的电压U1=N1×U；同理，二次线圈有N2匝，相当于将N2个单匝线圈首尾相连串接起来，所以二次电压U2=N2×U。
将一、二电压相除，即U1/U2=（N1×U）/（N2×U）=N1/N2，这意味着，一、二次电压的比值直接等于一、二次线圈的匝数比。
这回你看明白了吗？
