第-3-章-磁路和变压器课件

1.磁感应强度磁感应强度 B 矢量矢量2.磁通磁通 标量标量 单位：单位：Wb4.磁场强度磁场强度 H 矢量矢量 定义：定义：H=B/3.磁导率磁导率 真空磁导率真空磁导率 0=4 10 7 H/m (亨亨/米米)均匀磁场均匀磁场 磁场内各点的磁场内各点的 B 大小相等，方向相同。大小相等，方向相同。对于均匀磁场对于均匀磁场 =B S相对磁导率相对磁导率 r=/0 对于铁磁材料对于铁磁材料 r=102 105单位：单位：A/m (安培安培/米米)单位：单位：T（特斯拉特斯拉），），Gs（高斯高斯），），1 T=104 Gs3.1.1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量3.1磁路及其分析方法磁路及其分析方法用于确定磁场和电流之间的关系用于确定磁场和电流之间的关系1.磁感应强度磁感应强度 B 矢量矢量2.磁通磁通 F 标量标量 单位单位1.高导磁性高导磁性 在外磁场的作用下，磁性物质被强烈磁化在外磁场的作用下，磁性物质被强烈磁化在外磁场的作用下，磁性物质被强烈磁化在外磁场的作用下，磁性物质被强烈磁化 而呈现出很强的磁性。而呈现出很强的磁性。而呈现出很强的磁性。而呈现出很强的磁性。HmHmBrHCBH3.1.2 磁性物质的基本性能磁性物质的基本性能2.磁滞性磁滞性 B B 的变化落后于的变化落后于的变化落后于的变化落后于 HH。剩磁剩磁矫顽力矫顽力1.高导磁性高导磁性 在外磁场的作用下，磁性物质被强烈磁化在外磁场的作用下，磁性物质被强烈磁化Hm3.磁饱和性磁饱和性 H 增加，增加，B 增加很小的现象。增加很小的现象。HmHmBrHCBHB-H -HbcBH aa a、b b段，段，段，段，B B 值随值随值随值随HH的增加而增大的增加而增大的增加而增大的增加而增大3.1.2 磁性物质的基本性能磁性物质的基本性能b b、c c 段段段段 B B 值随值随值随值随HH的增加的趋势变缓、过的增加的趋势变缓、过的增加的趋势变缓、过的增加的趋势变缓、过 c c 点出现饱和点出现饱和点出现饱和点出现饱和3.磁饱和性磁饱和性 H 增加，增加，B 增加很小的现象。增加很小的现象。Hm1 1、右手螺旋定则右手螺旋定则（安培定则）（安培定则）(1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；是磁感线的环绕方向；(2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的的那一端是通电螺线管的N极。极。复习：关于电磁场的几个定则复习：关于电磁场的几个定则左手定则（安培定则）：已知电流方向和磁感线方向，判断左手定则（安培定则）：已知电流方向和磁感线方向，判断通电导体在磁场中受力方向通电导体在磁场中受力方向，伸开左手，伸开左手,让磁感线穿入手心让磁感线穿入手心(手心对准手心对准N极，手背对准极，手背对准S极极)，四指指向电流方向四指指向电流方向，那么，那么大拇指的方向就是导体受力方向。（电动机）大拇指的方向就是导体受力方向。（电动机）2、左手定则：、左手定则：1、右手螺旋定则、右手螺旋定则（安培定则）（安培定则）(1)通电直导线中的安培定则（通电直导线中的安培定则（3 3、右手定则右手定则确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向感应电流方向的定的定则。（发电机）则。（发电机）左手定则说的是左手定则说的是磁场对电流作用力磁场对电流作用力的方向，或者是磁场对运的方向，或者是磁场对运动电荷的作用力。动电荷的作用力。右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂右手定则的内容是：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。向感应电流的方向。右手定则所应用的现象，就是导线在磁场里面，切割磁右手定则所应用的现象，就是导线在磁场里面，切割磁感线运动的时候，产生的感线运动的时候，产生的感应电流感应电流的方向的方向；4 4、怎么区分左手定则和、怎么区分左手定则和右手定则？右手定则？3、右手定则确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方、右手定则确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路与电磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路与电路一样，也是电工学课程所研究的基本对象。路一样，也是电工学课程所研究的基本对象。I 主磁通主磁通 漏磁通漏磁通铁心铁心线圈线圈磁路：磁通相对集中通过的路径。磁路：磁通相对集中通过的路径。3.1.3 磁路的分析方法磁路的分析方法磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路与电路一样，也磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路与电路一样，也1.磁通连续性原理磁通连续性原理通过任意闭合面的磁通量总为通过任意闭合面的磁通量总为 0。即穿入闭合面的。即穿入闭合面的磁感线，必同时穿出该闭合面。磁感线，必同时穿出该闭合面。2.安培环路定律安培环路定律磁场强度沿任意闭合路径的线积分，等于穿过该磁场强度沿任意闭合路径的线积分，等于穿过该闭闭合路径所包围的电流的代数和。合路径所包围的电流的代数和。I3I1I23.1.3 磁路的分析方法磁路的分析方法1.磁通连续性原理通过任意闭合面的磁通量总为磁通连续性原理通过任意闭合面的磁通量总为 0。即穿。即穿得得得得 H l=N IH l=N I磁压降：磁压降：HllNui 根据根据磁通势：磁通势：F=NI (单位：单位：安安)=B S=HS 磁路磁阻：磁路磁阻：Rm磁路欧姆定律：磁路欧姆定律：+返回返回3.磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律由于由于 不是常数，它随励不是常数，它随励磁电流而变，所以不能用磁电流而变，所以不能用这个公式来计算，只能用这个公式来计算，只能用于定性分析！于定性分析！参见参见P107磁路与电路对照表磁路与电路对照表得得 H l=N I磁压降：磁压降：HllNui 根据磁根据磁主磁通主磁通 漏磁通漏磁通 Nui 设设：=msin t1.感应电动势与磁通的关系感应电动势与磁通的关系ee e=-N mcos t=Emsin(t-90)感应电动势的有效值：感应电动势的有效值：+3.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路*主磁通主磁通 漏磁通漏磁通 Nui 设：设：=msin t1.2.外加电压与磁通的关系外加电压与磁通的关系uFm=iN uR=iR (主磁通主磁通)(漏磁通漏磁通)由由 KVL：u=iR e e 所以所以 u e因为因为 R 和和 e 很小，很小，U 的有效值的有效值U E=4.44 f N mU=4.44 f NBmS Nui ee +2.外加电压与磁通的关系外加电压与磁通的关系uFm=iN uR=iR Ni(4)铜损铜损 线圈电阻产生的损耗线圈电阻产生的损耗(1 1)磁滞损耗磁滞损耗铁心反复铁心反复磁化时所消耗的功率。磁化时所消耗的功率。(2)涡流损耗涡流损耗 在铁心中在铁心中产生的感应电流而引起的损耗。产生的感应电流而引起的损耗。(3)铁心损耗铁心损耗=磁滞损耗磁滞损耗+涡流损耗涡流损耗 PCu=I 2R3.功率损耗功率损耗e +u+e+返回返回 在交变磁通的作用下，铁损差不多与铁心内磁感应强度的在交变磁通的作用下，铁损差不多与铁心内磁感应强度的最大值最大值Bm的平方成正比，所以一的平方成正比，所以一 般般Bm不宜选太大；不宜选太大；Ni(4)铜损铜损 线圈电阻产生的损耗线圈电阻产生的损耗(1)磁磁(a)磁滞损耗磁滞损耗 Ph：(b)涡流损耗涡流损耗 Pe：铜损耗使线圈发热，铜损耗使线圈发热，铁损耗使铁心发热。铁损耗使铁心发热。减小铁损耗的方法：减小铁损耗的方法：使用软磁材料减小使用软磁材料减小 Ph；增大铁心的电阻率，增大铁心的电阻率，减小涡流及其损耗减小涡流及其损耗；用很薄的硅钢片叠成铁心，用很薄的硅钢片叠成铁心，减小涡流及其损耗减小涡流及其损耗。上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页图图5.2.2 涡流损耗涡流损耗(a)(b)返返 回回 减小铁损耗的方法：减小铁损耗的方法：使用磁回线狭小的磁性材料，例如硅钢材料；使用磁回线狭小的磁性材料，例如硅钢材料；(a)磁滞损耗磁滞损耗 Ph：(b)涡流损耗涡流损耗 Pe：铜损铜损按用途分按用途分:电力变压器，特种用途变压器。电力变压器，特种用途变压器。按相数分按相数分:单相、三相和多相变压器。单相、三相和多相变压器。按绕组数分按绕组数分:双绕组、多绕组及自耦变压器。双绕组、多绕组及自耦变压器。3.3.1 变压器的工作原理变压器的工作原理1.变压器的分类变压器的分类3.3 变变 压压 器器 变压器是一种利用电磁感应作用来改变交流变压器是一种利用电磁感应作用来改变交流电能的电压和电流等级的电气设备。电能的电压和电流等级的电气设备。按用途分按用途分:电力变压器，特种用途变压器。电力变压器，特种用途变压器。3.3.1 变压器变压器110 kV、220 kV330 kV、500 kV升升压压变变压压器器远远 距距 离离 输输 电电降降压压变变压压器器10 kV10 kV6 kV380 V220 V上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回 输电距离、输电功率与输电电压的关系输电距离、输电功率与输电电压的关系:输电电压输电电压 输电功率输电功率 输电距离输电距离 110 kV 5104 kW 50 150 km 220 kV (20 30)104 kW 200 400 km 500 kV 100104 kW 500 km 在电子线路和自动控制系统中，变压器起着在电子线路和自动控制系统中，变压器起着信号传递、阻抗变换以及信号隔离等作用。信号传递、阻抗变换以及信号隔离等作用。变压器在电力系统中的应用：变压器在电力系统中的应用：110 kV、220 kV电能负荷升远电能负荷升远 距距 离离 输输 电降电降10变压器铁心变压器铁心:硅钢片叠压而成。硅钢片叠压而成。变压器绕组变压器绕组:高强度漆包线绕制而成。高强度漆包线绕制而成。其他部件其他部件:油箱、冷却装置、保护装置等。油箱、冷却装置、保护装置等。铁心铁心线圈线圈壳式变压器壳式变压器心式变压器心式变压器铁心铁心线圈线圈2.变压器的结构变压器的结构变压器铁心变压器铁心:硅钢片叠压而成。铁心线圈壳式变压器心式变压器硅钢片叠压而成。铁心线圈壳式变压器心式变压器上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回举例：举例：上一节下一节上一页下一页返上一节下一节上一页下一页返 回举例：回举例：1N1i1一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组AXax变压器符号变压器符号Axu1+e1+e 1+N2e2u20axSZLi2+3.变压器的工作原理变压器的工作原理1N1i1一次绕组二次绕组一次绕组二次绕组AXax变压器符号变压器符号Axu1S|ZL|1N1N2 i1e2u2e1u1e 1 2i2u1 i1(i1N1)1 e 1 e1i2(i2N2)2 e 23.变压器的工作原理变压器的工作原理e2+e 2+S|ZL|1N1N2 i1e2u2e1u1e 1 2 1N1N2AXax U1 E1 E2 E1U1 U20=U1U20=KN1N2U20=E2 I0U1U20E1E2 4.44 f N1 m 4.44 f N2 mN1N2=E2 U20E1 U1 E 1 结论结论 变比变比U1=E1E 1+R1I0 E E2 2 =4.44 4.44 f Nf N2 2 mm变压器空载：变压器空载：E E1 1 =4.44 4.44 f Nf N1 1 mm+有效值之比有效值之比(1)电压变换电压变换 1N1N2AXax U1 E1 E2aSZLN1I1=N2 I2N1N2AXx I1E2 U2 E1 U1 E 1 I2结论结论产生主磁通产生主磁通 的磁通势的磁通势有效值关系式有效值关系式I0=I1N(2.5)变压器接负载：变压器接负载：+E 2+空载时一次绕空载时一次绕组的磁通势组的磁通势(2)电流变换电流变换aSZLN1I1=N2 I2N1N2AXx I1E2 ZL=U1I1ZL=U2I2=KU2I2/K=K2 U2I2=K2 ZLZL=K2 ZL结论结论I2KZLU2U1I1Z0ZLE可利用变压器进行阻抗匹配！可利用变压器进行阻抗匹配！|ZL|=K2|ZL|+(3)阻抗变换阻抗变换ZL=U1I1ZL=U2I2=一只电阻为一只电阻为 8 的扬声器（喇叭），的扬声器（喇叭），需要把电阻提高到需要把电阻提高到 800 才可以接入半导体收音机才可以接入半导体收音机的输出端。问：应该利用电压比为多大的变压器才的输出端。问：应该利用电压比为多大的变压器才能实现这一阻抗匹配。能实现这一阻抗匹配。解解=10R=k2 RL RLRk=8008上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回例例1 一只电阻为一只电阻为 如图所示，交流信号源如图所示，交流信号源 E=120 V，内阻，内阻 R0=800 ，负载负载 RL=8 ，(1)当当 RL 折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻 R L=R0 时时，求变压器的匝数和信号源的输出功率；，求变压器的匝数和信号源的输出功率；(2)当将负载当将负载直接与信号源联接时，信号源输出多大功率？直接与信号源联接时，信号源输出多大功率？解解(1)RL=K2RL=R0I2KRLU2U1I1R0RLE+(2)例例 2 如图所示，交流信号源如图所示，交流信号源 E=120 V，内，内(1)额定容量额定容量 SNSN=U1NI1N=U2NI2N三相变压器三相变压器单相变压器单相变压器SN=U1NI1N=U2NI2N(2)额定电压额定电压 U1N 和和 U2N(3)额定电流额定电流 I1N 和和 I2N (4)额定频率额定频率 fNU2N 一次侧加一次侧加 U1N 时，二次侧绕组的开路电压。时，二次侧绕组的开路电压。U2N 应比满载运行时的输出电压应比满载运行时的输出电压 U2 高出高出 5%10%。允许通过的最大电流。允许通过的最大电流。4.变压器的铭牌数据变压器的铭牌数据为何其单位是伏安或千伏安，而不是瓦或者千瓦？为何其单位是伏安或千伏安，而不是瓦或者千瓦？这是因为变压器的输这是因为变压器的输出的有功功率与负载出的有功功率与负载的功率因数有关。的功率因数有关。(1)额定容量额定容量 SNSN=U1NI1N=有一台额定容量有一台额定容量 50 kVA、额定电压、额定电压 3 300/220 V 的变压器，高压绕组为的变压器，高压绕组为 6 000 匝，试求：匝，试求：(1)低压绕组匝数；低压绕组匝数；(2)高压边低压边额定电流；高压边低压边额定电流；(3)当一次侧保持额定电压不变，当一次侧保持额定电压不变，二次侧达到额定电流，输出功率二次侧达到额定电流，输出功率 9 kW，功率因数为，功率因数为 cos =0.8 时的副边端电压时的副边端电压 U2。解解(1)N2=N1U2NU1N=4006 000 2203 300=(3)P=U2I2Ncos I2N=K I1N=6 00040015.1=227 API2N cos U2=91032270.8=215 VSNU1N(2)I1N=15.1 A=50 1033 300 例例 3 有一台额定容量有一台额定容量 50 kVA、cos =0.8cos =1OU2I2 外特性外特性 U2=f(I2)电压变化率（也叫电压调整率）电压变化率（也叫电压调整率）U20U2U20 U=100%U20I2NI2KRLU2U1I1RiUS+3.3.2 变压器的外特性变压器的外特性 是指当变压器的是指当变压器的U1不变时，由于二次绕组负载增加不变时，由于二次绕组负载增加（I2增大）引起的增大）引起的U2的变动；的变动；cos=0.8cos=1OU2I2 外特性外特性 某单相变压器的额定电压为某单相变压器的额定电压为 10 000/230 V，接在，接在 10 000 V 的交流电源上向一电的交流电源上向一电感性负载供电，电压调整率为感性负载供电，电压调整率为 0.03。求变压器的电。求变压器的电压比及空载和满载时的二次电压。压比及空载和满载时的二次电压。解解电压比：电压比：U1NU2Nk=10 000230=43.5空载电压：空载电压：=230 V满载电压满载电压:=223 VU20=U2N U2=U2N(1U)PCu =230(10.03)V上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回例例4 上例中的变压器，当上例中的变压器，当|ZL|=0.966 时，变压器正好满载。求该变压器的电流。时，变压器正好满载。求该变压器的电流。解解 U2|ZL|I2=2230.966=224 A=5.15 A I2kI1=上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回例例5 1.损耗损耗 P=PCu+PFe铜损铜损2.效率效率P2 P1 =100%P2+PCu+PFeP2 =100%=(90 99)%铁损铁损 PFe与与 Bm有关有关3.3.3 变压器的损耗与效率变压器的损耗与效率不变损耗不变损耗可变损耗可变损耗1.损耗损耗 P=PCu+PFe铜损铜损2.效率效率P1P2=100%变压器的效率变压器的效率:电力变压器电力变压器:当当 I2=(60%80%)I2N时，时，=max 小型电力变压器小型电力变压器:=80%90%大型电力变压器大型电力变压器:=98%99%上一节上一节下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回P1P2=100%变压器的效率变压器的效率:电力变压器电力变压器:上一节下上一节下U1N1N2ZLU2I=(1 )I1N1 N2N2 N1=(1)I21.自耦变压器自耦变压器 U1 N1N2 U2ZLI1 I2 I3.3.4 特殊变压器特殊变压器 该变压器的二次绕组是一该变压器的二次绕组是一次绕组的一部分。次绕组的一部分。在实验室使用该变压器时应注意：使用完毕后必在实验室使用该变压器时应注意：使用完毕后必须调到零位！须调到零位！U1N1N2ZLU2I=(1 )I1N1 2.电流互感器电流互感器3.3.4 特殊特殊变压器变压器N1N2负载负载Ai1i2用来扩大测量交流电流的量用来扩大测量交流电流的量程，并保证人身与设备的安全。程，并保证人身与设备的安全。其典型应用就是钳型电流表，如图：其典型应用就是钳型电流表，如图：注意：测量时二次绕组电路不允许开路！注意：测量时二次绕组电路不允许开路！2.电流互感器电流互感器3.3.4 特殊变压器特殊变压器N1N2负载负载Ai1iAXaxii 1 2同名端同名端1.同名端同名端当两个端口同为流入电流时，产生的磁通的方向相当两个端口同为流入电流时，产生的磁通的方向相同，两个绕组中的感应电动势极性也相同的端口。同，两个绕组中的感应电动势极性也相同的端口。AXax+e1e23.3.5 变压器绕组的极性变压器绕组的极性AXaxii 1 2同名端同名端1.同名端当两个端口同为流入同名端当两个端口同为流入X 与与 a 相连，两个相连，两个 1的方向相同的方向相同u=e1 e1+R1i+R1i =2e1+2R1iX 与与 x 相连，相连，两个两个 1的方向相反的方向相反u=e1+e1+R1i+R1i=2R1i正确联接方法正确联接方法，u 加在加在 Ax 端，端，错误联接方法错误联接方法，u 加在加在A a 端，端，将产生很大电流，不允许！将产生很大电流，不允许！2.绕组的连接绕组的连接AXaxii 1 1e1e1+AXaxii 1 1e1e1+返回返回X 与与 a 相连，两个相连，两个 1的方向相同的方向相同u=e1 e1 一台单相变压器，一次侧为两一台单相变压器，一次侧为两个绕组，额定电压均为个绕组，额定电压均为 110 V，试问电源电压为试问电源电压为 220 V 时，如何连接？时，如何连接？电源电压为电源电压为 110 V 时，如何连接？时，如何连接？解解 电电源源电电压压为为 220 V 时时，接接线如右图所示；线如右图所示；电源电压为电源电压为 110 V 时，接线如时，接线如下图所示。下图所示。AXaxAXaxuAXaxu例例 6 一台单相变压器，一次侧为两个绕组，额定电压均为一台单相变压器，一次侧为两个绕组，额定电压均为 1 P119 3.3.13.3.10 思考与练习思考与练习 P119 3.3.13.3.1衔铁衔铁铁心铁心铁心铁心线圈线圈线圈线圈衔铁衔铁结构结构：线圈、铁心、衔铁：线圈、铁心、衔铁利用电磁力实现某一机械发生动作的电磁元件。利用电磁力实现某一机械发生动作的电磁元件。3.4电磁铁电磁铁衔铁铁心铁心线圈线圈衔铁结构衔铁铁心铁心线圈线圈衔铁结构：线圈、铁心、衔铁利用电磁力实：线圈、铁心、衔铁利用电磁力实1.直流电磁铁直流电磁铁(1)电磁吸力电磁吸力通入直流，无铁损，铁心用整块的铸钢、软钢。通入直流，无铁损，铁心用整块的铸钢、软钢。在吸合后，线圈电流不变，但吸力变大！在吸合后，线圈电流不变，但吸力变大！(2)吸合前后的电磁吸力吸合前后的电磁吸力 变化情况变化情况吸力的大小与气隙的吸力的大小与气隙的截面积截面积S0、气隙中的磁、气隙中的磁感应强度感应强度B0的平方成的平方成正比。正比。1.直流电磁铁直流电磁铁(1)电磁吸力通入直流，无铁损，铁心用整块电磁吸力通入直流，无铁损，铁心用整块(1)平均电磁吸力平均电磁吸力铁心由硅钢片叠成；铁心由硅钢片叠成；为了避免吸力变化过程中为零带来的衔铁颤动和噪为了避免吸力变化过程中为零带来的衔铁颤动和噪声声加入分磁环（短路环）。加入分磁环（短路环）。2.交流电磁铁交流电磁铁(2)吸合前后的电磁平均吸力吸合前后的电磁平均吸力不不变，变，而而励磁电流由大变小励磁电流由大变小。电磁吸力是脉动的，电磁吸力是脉动的，见见P121图图3.4.3(1)平均电磁吸力铁心由硅钢片叠成；为了避免吸力变化过程中平均电磁吸力铁心由硅钢片叠成；为了避免吸力变化过程中t、ff 1铁心铁心电磁吸力电磁吸力 由于由于 1 1 与与 2 2 之间出现了相位差，之间出现了相位差，合成磁通所产生的电磁吸力就不会为零。合成磁通所产生的电磁吸力就不会为零。磁通为零，磁通为零，吸力也为零吸力也为零 2短路铜环短路铜环(3)分磁环结构分磁环结构t、ff 1铁心电磁吸力铁心电磁吸力 由于由于 1 与与 1）假如因机械故障，交流电磁铁的衔铁或机械可动部）假如因机械故障，交流电磁铁的衔铁或机械可动部分被卡住，通电后衔铁吸合不上，会出现什么问题？分被卡住，通电后衔铁吸合不上，会出现什么问题？答答 线圈中的电流会比较大，而使线圈发热，甚至烧毁。线圈中的电流会比较大，而使线圈发热，甚至烧毁。思考：思考：2）把一台）把一台 50 Hz、380 V 的交流电磁铁接在的交流电磁铁接在50 Hz、220 V 的交流电源上，会出现什么问题？怎样解决？的交流电源上，会出现什么问题？怎样解决？答答 根据根据 U 4.44f N mU m F 吸力不足吸力不足减少减少 N1）假如因机械故障，交流电磁铁的衔铁或机械可动部分被卡住，通）假如因机械故障，交流电磁铁的衔铁或机械可动部分被卡住，通M3抱闸抱闸电磁铁电磁铁制动轮制动轮弹簧弹簧电磁铁应用一例电磁铁应用一例M抱闸电磁铁制动轮弹簧电磁铁应用一例抱闸电磁铁制动轮弹簧电磁铁应用一例M3M3抱闸抱闸电磁铁电磁铁制动轮制动轮弹簧弹簧返回返回MM抱闸电磁铁制动轮弹簧返回抱闸电磁铁制动轮弹簧返回 P123 3.3.3 3.3.7 3.3.8 本章习题本章习题 P123 3.3.3 3.3.7 本本 章章 小小 结结 1.了解物质的磁性能，理解磁路欧姆定律；了解物质的磁性能，理解磁路欧姆定律；2.了解铁心线圈电路中的电压与电流的关系及功率了解铁心线圈电路中的电压与电流的关系及功率和损耗问题；和损耗问题；3.了解变压器的基本结构，理解变压器的电压变换、了解变压器的基本结构，理解变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换作用以及变压器的功率和损耗电流变换和阻抗变换作用以及变压器的功率和损耗 4.理解变压器的额定值；理解变压器的额定值；5.了解绕组同极性端了解绕组同极性端(同名端同名端)和异极性端和异极性端(异名端异名端)的含义。的含义。返返 回回本本 章章 小小 结结 1.了解物质的磁性能，理解磁路欧姆定律；了解物质的磁性能，理解磁路欧姆定律；(1)额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小相同的额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小相同的直流电压？直流电压？返返 回分析与思考题集回分析与思考题集上一题上一题下一题下一题 【答答】如果给交流铁心线圈施加了与交流电压大小如果给交流铁心线圈施加了与交流电压大小相等的直流电压会把线圈烧毁。这是因为交流铁心线圈相等的直流电压会把线圈烧毁。这是因为交流铁心线圈上施加的交流电压绝大部分被感应电动势所平衡上施加的交流电压绝大部分被感应电动势所平衡（UE），漏阻抗上的电压很小，因而励磁电流很小。），漏阻抗上的电压很小，因而励磁电流很小。如果是施加同样大小的直流电压，由于线圈中没有感应如果是施加同样大小的直流电压，由于线圈中没有感应电动势与之平衡，全部电压降落在线圈本身的电阻上，电动势与之平衡，全部电压降落在线圈本身的电阻上，该电阻值是很小的，因此将会产生很大的直流励磁电该电阻值是很小的，因此将会产生很大的直流励磁电流，使线圈烧毁。如果系统有过流保护装置，此时保护流，使线圈烧毁。如果系统有过流保护装置，此时保护装置将动作跳闸。装置将动作跳闸。复习题1(1)额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小相同的直流额定电压一定的交流铁心线圈能否施加大小相同的直流 (2)在求变压器的电压比时，为什么一般都用空在求变压器的电压比时，为什么一般都用空载时一、二次绕组电压之比来计算？载时一、二次绕组电压之比来计算？=N1N2E1E2k=【答答】因为变压器的电压比等于一、二次绕组感应因为变压器的电压比等于一、二次绕组感应电动势之比，也即匝数之比：电动势之比，也即匝数之比：空载时：空载时：U1E1，E2=U20=U2N，而负载时：而负载时：U1E1，E2U2，显然用空载时一、二次绕组电压之比来计算电压比精确显然用空载时一、二次绕组电压之比来计算电压比精确度较高。度较高。返返 回分析与思考题集回分析与思考题集上一题上一题下一题下一题复习题2 (2)在求变压器的电压比时，为什么一般都在求变压器的电压比时，为什么一般都 【答答】满载时变压器的二次侧电压满载时变压器的二次侧电压 U2 不等于额定电不等于额定电压压U2N。因为变压器的二次侧额定电压。因为变压器的二次侧额定电压 U2N 是定义为空载是定义为空载电压（一次侧为额定电压时）电压（一次侧为额定电压时）U20 的，即的，即U2N=U20=E2。变压器满载（变压器满载（I2=I2N）时，）时，(3)满载时变压器的电流等于额定电流，这是的满载时变压器的电流等于额定电流，这是的二次侧电压是否也等于额定电压？二次侧电压是否也等于额定电压？U2=E2 Z2I2，因而，因而U2U2N。返返 回分析与思考题集回分析与思考题集上一题上一题下一题下一题复习题3 【答】【答】满载时变压器的二次侧电压满载时变压器的二次侧电压 U2 不等于不等于 (4)为了判断图为了判断图 所示变压器实物中一次侧两所示变压器实物中一次侧两个线圈的极性，可以将这两个线圈的任意两端串联后，在个线圈的极性，可以将这两个线圈的任意两端串联后，在二次侧加一个不超过其额定值的电压，如果测得一次侧两二次侧加一个不超过其额定值的电压，如果测得一次侧两串联线圈的总电压为两个线圈电压之和，则说明现在是异串联线圈的总电压为两个线圈电压之和，则说明现在是异极性端串联；如果测得的总电压为两个线圈电压之差，则极性端串联；如果测得的总电压为两个线圈电压之差，则说明是同极性端串联。试说明此方法的原理。说明是同极性端串联。试说明此方法的原理。+U1-+U2(施加)-+U11 +U12 测得测得U1=U11+U12(a)(a)异极性端串联异极性端串联+U1-+U2(施加)-+U11 U12 +测得测得U1=U11U12(b)(b)同极性端串联同极性端串联图图返返 回分析与思考题集回分析与思考题集上一题上一题 【答答】判断一次侧两个线圈极性的方法原理如图判断一次侧两个线圈极性的方法原理如图所示。所示。复习题4 (4)为了判断图为了判断图 所示变压所示变压 （5）某单相变压器容量为）某单相变压器容量为 10 kVA，额定电压为，额定电压为3 300/220 V。如果向。如果向 220V、60 W 的白炽灯供电，白炽灯能的白炽灯供电，白炽灯能装多少盏？如果向装多少盏？如果向 220 V、40 W、功率因数为、功率因数为 0.5 的日光灯的日光灯供电，日光灯能装多少盏？供电，日光灯能装多少盏？【解解】解法解法1：通过电流求解。：通过电流求解。变压器二次绕组的额定电流为变压器二次绕组的额定电流为SNU2NI2N=A=45.45 A10103 220每只白炽灯的电流为每只白炽灯的电流为PU cos I=A=0.273 A602201 因而可装白炽灯数为因而可装白炽灯数为I2NI=16645.450.273每只日光灯的电流为每只日光灯的电流为PU cos I=A=0.3636 A402200.5 上一题上一题下一题下一题返返 回练习题题集回练习题题集下一页下一页复习题5 （5）某单相变压器容量为）某单相变压器容量为 10 kVA因而可装日光灯数为因而可装日光灯数为I2NI=12545.450.3636解法解法2：通过视在功率求解。：通过视在功率求解。每只白炽灯的视在功率为每只白炽灯的视在功率为Pcos S=VA=60 VA601 因而可装白炽灯数为因而可装白炽灯数为SNS=1661010360每只日光灯的视在功率为每只日光灯的视在功率为Pcos S=VA=80 VA400.5 因而可装日光灯数为因而可装日光灯数为SNS=1251010380上一页上一页下一题下一题返返 回练习题题集回练习题题集上一题上一题因而可装日光灯数为因而可装日光灯数为I2N=