电工电子技术第三版叶淬dg4

电工电子技术,首 页,4.1,铁,铁,芯,芯,线,线,圈,圈,、,、,磁,磁,路,路,第4,章,章,磁,磁,路,路,和,和,变,变,压,压,器,器,4.2,变,变,压,压,器,器,的,的,基,基,本,本,结,结,构,构,和,和,工,工,作,作,原,原,理,理,4.3,实,实,用,用,中,中,的,的,常,常,见,见,变,变,压,压,器,器,学,习,习,目,目,的,的,与,与,要,要,点,点,电,工,工,技,技,术,术,中,中,不,不,仅,仅,要,要,讨,讨,论,论,电,电,路,路,问,问,题,题,，,，,还,还,将,将,讨,讨,论,论,磁,磁,路,路,问,问,题,题,。,。,因,因,为,为,很,很,多,多,电,电,工,工,设,设,备,备,与,与,磁,磁,路,路,都,都,有,有,关,关,系,系,，,，,如,如,电,电,力,力,系,系,统,统,中,中,广,广,泛,泛,应,应,用,用,的,的,变,变,压,压,器,器,、,、,电,电,动,动,机,机,、,、,发,发,电,电,机,机,、,、,电,电,磁,磁,铁,铁,及,及,电,电,工,工,测,测,量,量,仪,仪,表,表,等,等,。,。,为,了,了,更,更,好,好,的,的,学,学,习,习,变,变,压,压,器,器,、,、,电,电,机,机,、,、,电,电,器,器,的,的,工,工,作,作,特,特,性,性,及,及,应,应,用,用,，,，,首,首,先,先,在,在,理,理,解,解,有,有,关,关,磁,磁,路,路,的,的,问,问,题,题,。,。,磁,磁,路,路,问,问,题,题,与,与,磁,磁,场,场,有,有,关,关,，,，,与,与,磁,磁,介,介,质,质,有,有,关,关,，,，,而,而,且,且,磁,磁,场,场,往,往,往,往,还,还,与,与,电,电,流,流,相,相,关,关,联,联,，,，,因,因,此,此,本,本,章,章,要,要,先,先,从,从,磁,磁,路,路,、,、,磁,磁,场,场,及,及,其,其,基,基,本,本,物,物,理,理,量,量,进,进,行,行,研,研,究,究,。,。,通,过,过,本,本,章,章,学,学,习,习,，,，,要,要,求,求,理,理,解,解,磁,磁,场,场,的,的,基,基,本,本,物,物,理,理,量,量,、,、,磁,磁,性,性,材,材,料,料,的,的,磁,磁,性,性,能,能,、,、,交,交,流,流,铁,铁,心,心,线,线,圈,圈,电,电,路,路,；,；,熟,熟,悉,悉,变,变,压,压,器,器,的,的,结,结,构,构,组,组,成,成,及,及,其,其,绕,绕,组,组,极,极,性,性,测,测,定,定,的,的,方,方,法,法,。,。,掌,掌,握,握,变,变,压,压,器,器,的,的,工,工,作,作,原,原,理,理(,包,包,括,括,变,变,压,压,、,、,变,变,流,流,和,和,阻,阻,抗,抗,变,变,换,换,作,作,用,用),；,；,了,了,解,解,磁,磁,路,路,及,及,其,其,基,基,本,本,定,定,律,律,、,、,电,电,磁,磁,铁,铁,、,、,特,特,殊,殊,变,变,压,压,器,器,等,等,。,。,4.1,铁,铁,芯,芯线圈,、,、磁路,工程应,用,用,实际中,，,，大量,的,的电气,设,设备都,含,含有线,圈,圈和铁,心,心。当,绕,绕在铁,芯,芯上的,线,线圈通,电,电后，,铁,铁芯就,会,会被磁,化,化而形,成,成铁芯,磁,磁路，,磁,磁路又,会,会影响,线,线圈的,电,电路。,因,因此，,电,电工技,术,术不仅,有,有电路,问,问题，,同,同时也,有,有磁路,问,问题,。,常用,电气设,备,备铁芯,示,示意图,中,中红色,虚,虚线表,示,示磁路,中,中的工,作,作主磁,通,通的路,径,径；紫,色,色虚线,表,表示通,过,过空气,闭,闭合的,极,极少部,分,分漏磁,通,通。,1.,磁,磁路的,基,基本物,理,理量,u,i,磁通,线圈通,电,电后使,铁,铁芯磁,化,化，形,成,成铁芯,磁,磁路。,通过磁,路,路横截,面,面的磁,力,力线总,量,量称为磁通，用“,”来表,示,示。单,位,位是韦,伯,伯Wb。,均匀磁场中,，,，磁通,等于,磁,磁感应,强,强度,B,与垂直,于,于磁场,方,方向的,面,面积,S,的乘积,，,，即：,磁通是,标,标量。,其,其大小,反,反映了,与,与磁场,相,相垂直,的,的某个,截,截面上,的,的磁场,强,强弱情,况,况。磁,通,通的国,际,际单位,制,制中还,有,有较小,的,的单位,称,称为麦,克,克斯韦Mx，韦,伯,伯和麦,克,克斯韦,之,之间的,换,换算关,系,系为：,1Wb=10,8,Mx,(1),磁通,(2),磁感应,强,强度,磁感应,强,强度是表征磁,场,场中某,点,点强弱,和,和方向的物理,量,量。用,大,大写字,母,母“B”表示,。,。B是,矢,矢量，B的方,向,向就是,置,置于磁,场,场中该,点,点小磁,针,针N极,的,的指向,。,。匀强,磁,磁场中,，,，B的,大,大小可,用,用载流,导,导体在,磁,磁场中,所,所受到,的,的电磁,力,力来定,义,义。即,：,：,上式中,，,，电磁,力,力F的,单,单位是,牛,牛顿N、,电,电流的,单,单位是,安,安培A、,导,导体的,有,有效长,度,度(与,磁,磁场方,向,向相垂,直,直方向,的,的长度,投,投影),单,单位是,米,米m时，,磁,磁感应,强,强度B,的,的单位,是,是特斯,拉,拉T。,由,=,BS可,知,知，匀,强,强磁场,中,中某截,面,面S上B值越,大,大，穿,过,过该截,面,面上的,磁,磁力线,总,总量越,多,多。因,此,此，磁,感,感应强,度,度也常,称,称为磁,通,通密度,。,。磁感,应,应强度,的,的国际,单,单位制,中,中还有,较,较小的,单,单位高,斯,斯Gs，,特,特斯拉,和,和高斯,之,之间的,换,换算关,系,系为：,1T=10,4,Gs,磁导率,是,是反映,自,自然界物质导,磁,磁能力的物理,量,量，用,希,希腊字,母,母“,”表示,。,。物,质,质的种,类,类很多,，,，且导,磁,磁能力,也,也各不,相,相同，,为,为了有,效,效地区,别,别它们,各,各自的,导,导磁能,力,力，我,们,们引入,一,一个参,照,照标准,真空,的,的磁导,率,率,0:,自然,界,界中,各,各种,物,物质,的,的磁,导,导率,均,均与,真,真空,的,的磁,导,导率,相,相比,，,，可,得,得到,不,不同,的,的比,值,值，,我,我们,把,把这,个,个比,值,值称,为,为相对,磁,磁导,率,率，用,“,“,r,”表,示,示，,即,即：,显然,，,，相,对,对磁,导,导率,无,无量,纲,纲，,其,其值,越,越大,，,，表,明,明该,类,类物,质,质的,导,导磁,性,性能,越,越好,；,；反,之,之，,导,导磁,性,性能,越,越差,。,。,(3),磁,磁导,率,率,根据,相,相对,磁,磁导,率,率,r,值的,不,不同,，,，自,然,然界,的,的物,质,质大,致,致可,分,分为,两,两大,类,类：,(1)非,磁,磁性,物,物质,如空,气,气、,塑,塑料,、,、铜,、,、铝,、,、橡,胶,胶等,。,。这,些,些物,质,质的,导,导磁,能,能力,很,很差,，,，磁,导,导率,均,均与,真,真空,的,的磁,导,导率,非,非常,接,接近,，,，它,们,们的,相,相对,磁,磁导,率,率均约等,于,于1。非,磁,磁性,物,物质,的,的磁,导,导率,可,可认,为,为是,常,常量,。,。,如铁,、,、镍,、,、钴,、,、钢,及,及其,合,合金,等,等。,这,这些,物,物质,的,的导,磁,磁能,力,力非,常,常强,，,，其,磁,磁导,率,率一,般,般为,真,真空,的,的几,百,百、,几,几千,乃,乃至,几,几万,、,、几,十,十万,倍,倍。,如,如铸,铁,铁，,其,其相,对,对磁,导,导率,r,200,400,；,铸钢的相,对,对磁导率,r,500,2200,；硅钢的,r,700010000,；坡莫合,金,金的,r,20000200000。,显然，铁,磁,磁物质的,磁,磁导率不是常量，而是一,个,个范围，,即,即随外部,条,条件变化,。,。铁磁性,物,物质的相,对,对磁导率大大于1。,(2)铁,磁,磁性物质,(4),磁场强度,磁场强度,也,也是表征磁场,中,中某点强,弱,弱和方向,的,的物理量，用大写,字,字母“H”表示。H也是矢,量,量，H的,方,方向也是,置,置于磁场,中,中该点小,磁,磁针N极,的,的指向。,磁场强度,和,和磁感应,强,强度有何,区,区别和联,系,系？,磁感应强,度,度是描述,磁,磁路介质的磁,场,场某点强弱,和,和方向的,物,物理量，,与,与介质的,导,导磁率有,关,关；磁场,强,强度是描,述,述电流的磁,场,场强弱,和方向的,物,物理量，,与,与介质的,导,导磁率无,关,关。它们,之,之间的联,系,系为：,磁场强度H的单位,有,有安每米,和,和安每厘,米,米，二者,之,之间的换,算,算关系为,：,：,1A/m=10,-2,A/cm,2. 磁,路,路欧姆定,律,律,交流铁芯,线,线圈磁路,通,通常由硅,钢,钢片叠压,制,制成，导,磁,磁率很高,。,。当套在,铁,铁芯上的,线,线圈通电,后,后，铁芯,迅,迅速被磁,化,化，成为,一,一个人为集中的强,磁,磁场。,u,i,磁路部分,电路部分,交流铁芯,线,线圈示意,图,图,电流通过N匝线圈,所,所形成的,磁,磁动势用F,m,=NI表,示,示，磁路,对,对,磁通所呈,现,现的阻碍,作,作用用磁,阻,阻R,m,表示，磁,动,动势、磁,通,通和磁阻,三,三者之间,的,的关系可,表,表述为：,磁路欧姆,定,定律,磁路欧姆,定,定律中的,磁,磁阻R,m,与磁导率,有关，,因,因此对铁,芯,芯磁路来,讲,讲是一个,变,变量，,定量计算,很,很复杂，因此没有,电,电路欧姆,定,定律应用,得,得那么广,泛,泛,，通常只用,来,来定性分析磁路的情,况,况。,铁磁材料,内,内部往往,有,有相邻的,几,几百个分,子,子电流圈,流,流向一致,，,，这些分,子,子电流产,生,生的磁场,叠,叠加起来,，,，就形成,了,了一个个,天,天然的小,磁,磁性区域,磁畴。不同铁,磁,磁物质内,部,部磁畴的,数,数量不同,。,。,通常情况,下,下，铁磁,材,材料内部,的,的磁畴排,列,列杂乱无章，其磁性相互,抵,抵消，因此对,外,外不显示,磁,磁性。,铁磁材料,之,之所以具,有,有高导磁,性,性。是因,为,为在其内,部,部具有一,种,种特殊的,物,物质结构,磁畴。这些磁畴,相,相当于一,个,个个小磁,铁,铁。,磁畴是怎,么,么形成的,？,？,显然，磁,畴,畴是由分,子,子电流产,生,生的。,(1)高,导,导磁性,有外磁场,作,作用时,磁畴在外,界,界磁场的,作,作用下，,均,均发生归顺性转,向,向，使得铁,磁,磁材料内,部,部形成一,个,个很强的附加磁场。,3. 铁,磁,磁物质的,磁,磁性能,磁滞回线,中,中,H,为零时,B,并不为零,的,的现象,说,说明铁磁,材,材料具有剩磁性。,B,H,0,c,b,a,起始磁化,曲,曲线,oa段是线性段,ab段是上升段,bc段是,磁,磁化曲线,的,的膝部,C点以后,是,是饱和段,起始磁化,曲,曲线反映,了,了什么？,起始磁化,曲,曲线的ab段反映,了,了铁磁材,料,料的高导磁性；c点以,后,后说明铁,磁,磁材料具,有,有磁饱和性。,磁滞回线,中,中,B,的变化总,是,是落后于,H,的变化说,明,明铁磁材,料,料具有磁滞性。,铁磁材料,反,反复磁化,一,一周所构,成,成的曲线,称,称为磁滞回线,。,（2）铁,磁,磁材料的,磁,磁饱和性,、,、磁滞性,和,和剩磁性,软磁材料,具,具有磁导,率,率很高、,易,易磁化、,易,易去磁的,显,显著特点,，,，适用于制,作,作各种电,机,机、电器,的,的铁心。,软磁材料,4、铁磁,材,材料的分,类,类和用途,铁磁材料,根,根据工程,上,上用途的,不,不同可以,分,分为三大,类,类：,硬磁材料,的,的磁导率,不,不太高、,但,但一经磁,化,化能保留,很,很大剩磁,且,且不易去,磁,磁，适用于制,作,作各种永,久,久磁体。,硬磁材料,矩磁材料,磁,磁导率极,高,高、磁化,过,过程中只,有,有正、负,两,两个饱和,点,点，适用于制,作,作各类存,储,储器中记,忆,忆元件的,磁,磁芯。,矩磁材料,B,H,0,软磁性材,料,料磁滞回,线,线包围的,面,面积很小,。,。,B,H,0,硬磁性材,料,料磁滞回,线,线包围的,面,面积很宽,大,大。,B,H,0,5. 铁,芯,芯损耗,根据电流,的,的热效应,原,原理，涡,流,流通过铁,芯,芯时将使,铁,铁芯发热,，,，显然涡,流,流增加设,备,备绝缘设,计,计的难度,，,，涡流严,重,重时会造,成,成设备的,烧,烧损。,在,交,交,变,变,磁,磁,场,场,作,作,用,用,下,下,，,，,整,整,块,块,铁,铁,芯,芯,中,中,产,产,生,生,的,的,旋,旋,涡,涡,状,状感,应,应,电,电,流,流称,为,为涡,流,流。,涡,流,流,对,对,电,电,气,气,设,设,备,备,有,有,何,何,影,影,响,响,？,？,为,减,减,小,小,涡,涡,流,流,损,损,耗,耗,，,，,常,常,用,用,硅,硅,钢,钢,片,片,叠,叠,压,压,制,制,成,成,电,电,机,机,电,电,器,器,的,的,铁,铁,芯,芯,。,。,(1),磁,磁,滞,滞,损,损,耗,耗,铁,磁,磁,材,材,料,料,反,反,复,复,磁,磁,化,化,时,时,，,，,内,内,部,部,磁,磁,畴,畴,的,的,极,极,性,性,取,取,向,向,随,随,着,着,外,外,磁,磁,场,场,的,的,交,交,变,变,来,来,回,回,翻,翻,转,转,，,，,在,在,翻,翻,转,转,的,的,过,过,程,程,中,中,，,，,由,由,于,于,磁,磁,畴,畴,间,间,相,相,互,互,摩,摩,擦,擦,而,而,引,引,起,起,的,的,能,能,量,量,损,损,耗,耗,称,称,为,为磁,滞,滞,损,损,耗,耗。,磁,磁,滞,滞,损,损,耗,耗,使,使,铁,铁,芯,芯,发,发,热,热,。,。,(2),涡,涡,流,流,损,损,耗,耗,主,磁,磁,通,通,原,原,理,理,告,告,诉,诉,我,我,们,们:只,要,要,外,外,加,加,电,电,压,压,有,有,效,效,值,值,及,及,电,电,源,源,频,频,率,率,不,不,变,变,，,，,铁,铁,芯,芯,中,中,工,工,作,作,主,主,磁,磁,通,通,最,最,大,大,值,值,m,也,将,将,维,维,持,持,不,不,变,变,。,。,6.,主,主,磁,磁,通,通,原,原,理,理,u,i,对,交,交,流,流,铁,铁,芯,芯,线,线,圈,圈,而,而,言,言,，,，,设,设,工,工,作,作,主,主,磁,磁,通,通,为,为,：,：,可,得,得,：,：,交,变,变,磁,磁,通,通,穿,穿,过,过,线,线,圈,圈,时,时,，,，,在,在,线,线,圈,圈,中,中,感,感,应,应,电,电,压,压,，,，,其,其,值,值,为,为,：,：,主,磁,磁,通,通,原,原,理,理,例,分,析,析,某,含,含,有,有,气,气,隙,隙,的,的,铁,铁,芯,芯,线,线,圈,圈,，,，,线,线,圈,圈,两,两,端,端,加,加,有,有,效,效,值,值,为,为U,的,的,交,交,流,流,电,电,压,压,，,，,当,当,气,气,隙,隙,增,增,大,大,时,时,，,，,铁,铁,芯,芯,中,中,的,的,主,主,磁,磁,通,通,是,是,增,增,大,大,还,还,是,是,减,减,小,小,？,？,线,线,圈,圈,中,中,的,的,电,电,流,流,如,如,何,何,变,变,化,化,？,？,气,隙,隙,增,增,大,大,时,时,，,，,铁,铁,芯,芯,磁,磁,路,路,中,中,的,的,磁,磁,阻,阻,增,增,加,加,，,，,但,但,由,由,于,于,电,电,源,源,电,电,压,压,效,效,值,值,为,为U,和,和,频,频,率,率,f,并无改变，,根,根据主磁通,原,原理可知，,铁,铁芯磁路中,的,的工作主磁,通,通,并不发生,改,改变,。根据磁路,欧,欧姆定律：,磁通不变，,则,则上式中的,比,比值也应不,变,变。因此，,当,当磁阻R,m,增大时，线,圈,圈中通过的电流必定增,大,大。,例,分析,一个交流电,磁,磁铁，因出,现,现机械故障,，,，造成通电,后,后衔铁不能,吸,吸合，结果,把,把线圈烧坏,，,，试分析其,原,原因。,电磁铁线圈,中,中的额定电,流,流是根据吸,合,合后的电流,限,限值设定的,。,。当通电后,不,不能吸合时,，,，由于铁芯,和,和衔铁之间,存,存有一定的,气,气隙，造成,铁,铁芯磁路中,的,的磁阻大大,增,增加。民主,磁,磁通原理可,知,知，此时铁,芯,芯磁路中的,工,工作主磁通,并不发生,改,改变。若要,满,满足磁路欧,姆,姆定律：,就必须增大,线,线圈中的电,流,流，而且气,隙,隙虽小，但,磁,磁阻远大于,铁,铁芯中的磁,阻,阻，此时线,圈,圈电流将是,额,额定电流的,许,许多倍，从,而,而造成线圈,烧,烧毁。,你能说出根,据,据导磁性能,的,的不同自然,界,界中物质的,分,分类吗？,你会做吗？,您能很快说,出,出磁场几个,物,物理量的单,位,位吗？能否,说,说出B和H,的,的区别和联,系,系？,磁通、导磁率、磁感,应强度B和磁场强度H分别表征了磁路的哪些特征？,铁磁物质具有哪些磁性能？铁芯中存在哪些损耗？铜和铝能被磁,化吗 ？,检验学习结,果,果,根据工程上,用,用途的不同,？,？铁磁性材,料,料可分为几,类,类？能否说,出,出它们的特,点,点和用途？,1.,变,变,压,压器,的,的基,本,本结,构,构,4.2,变,变,压,压器,的,的基,本,本结,构,构和,工,工作,原,原理,u,1,i,10,A,X,N,1,N,2,u,20,a,x,S,用硅,钢,钢片,叠,叠压,制,制成,的变,压,压器,铁,铁芯,。,。,与电,源,源相,接,接的,一次,侧,侧绕,组,组。,|,Z,L,|,与负,载,载相,接,接的,二次,侧,侧绕,组,组。,变压,器,器的,主,主体,结,结构,是,是由,铁,铁芯,和,和绕,组,组两,大,大部,分,分构,成,成的,。,。变,压,压器,的,的绕,组,组与,绕,绕组,之,之间,、,、绕,组,组与,铁,铁芯,之,之间,均,均相,互,互绝,缘,缘。,u,20,A,X,a,x,S,|,Z,L,|,2.,变,变,压,压器,的,的工,作,作原,理,理,u,1,i,10,N,1,N,2,(1)变,压,压器,的,的空,载,载运,行,行与,变,变换,电,电压,原,原理,交变,的,的磁,通,通穿,过,过N,1,和N,2,时，,分,分别,在,在两,个,个线,圈,圈中,感,感应,电,电压,：,：,计算,它,它们,的,的比,值,值：,有：,显然,，,，改变,线,线圈,绕,绕组,的,的匝,数,数即可实现,电,电压,的,的变,换,换。且,k,1时,为,为降,压,压变,压,压器,；,；,k,1,时,时为,升,升压,变,变压,器,器。,变压,比,比，,简称,变,变比,A,X,|,Z,L,|,a,x,N,2,S,N,1,u,2,u,1,i,1,(2)变,压,压器,的,的有,载,载运,行,行与,变,变换,电,电流,原,原理,变压,器,器负,载,载运,行,行时,，,，一,次,次侧,电,电流,由,由,i,0,变为,i,1,，二,次,次侧,产,产生,负,负载,电,电流,i,2,，而,电,电压,u,20,相应,变,变为,u,2,。,变压,器,器负,载,载运,行,行时,，,，二,次,次侧,电,电流,i,2,产生,副,副边,磁,磁动,势,势,I,2,N,2,，该,磁,磁动,势,势对,I,0,N,1,起削,弱,弱作,用,用。,i,2,根据,主,主磁,通,通原,理,理，,只,只要,电,电源,电,电压,和,和频,率,率不,变,变，,铁,铁芯,中,中的,工,工作,主,主磁,通,通,的,数值,将,将维,持,持不,变,变。,因,因此,，,，原,边,边电,流,流,i,0,相应,增,增大,为,为,i,1,，原,边,边磁,动,动势,也,也增,大,大为,I,1,N,1,，增大,的,的部分,恰,恰好与,二,二次侧,磁,磁动势,相,相平衡,。,。此时,的,的磁动,势,势方程,式,式为：,磁动势,平,平衡方,程,程式告,诉,诉我们,：,：变压,器,器二次,侧,侧电流,i,2,的大小,是,是由负,载,载决定,的,的，但,二,二次侧,的,的能量,来,来源于,一,一次侧,，,，两侧,电,电路并,没,没有直,接,接的电,的,的联系,，,，而是通过磁,耦,耦合把,能,能量从,原,原边传,递,递到副,边,边。,由上式,可,可得：,变压器,铁,铁芯的,导,导磁率,很,很高，,因,因此满,足,足工作,主,主磁通,需,需要的,磁,磁动势,I,0,N,1,很小，,和,和,I,1,N,1,相比可,忽,忽略不,计,计，所,以,以磁动,势,势平衡,方,方程式,又,又可改,为,为：,变压器,在,在能量,传,传递的,过,过程中,损,损耗很,小,小，因,此,此一次,侧,侧和二,次,次侧的,容,容量近,似,似相等,，,，有：,变流比ce,能量传,递,递过程,中,中，变压器,在,在变换,电,电压的,同,同时也,变,变换了,电,电流。,(3),变,变压器,的,的阻抗,变,变换作,用,用,A,X,|,Z,L,|,a,x,N,2,S,N,1,u,2,u,1,i,1,i,2,设变压,器,器副边,所,所接负,载,载为|,Z,L,|，原,边,边等效,输,输入阻,抗,抗为|,Z,1,|，则,有,有：,将变压,器,器的变,压,压比公,式,式和变,流,流比公,式,式代入,上,上式得,：,：,上式告,诉,诉我们,：,：只要,改,改变变,压,压器的,匝,匝数比,，,，即可,获,获得合,适,适的二次侧,对,对一次,侧,侧的反射阻,抗,抗|Z,1,|。式中,k,2,称为负,载,载阻抗,折,折算到,一,一次侧,时,时的变,换,换系数,。,。,已知某,收,收音机,输,输出变,压,压器的,原,原边匝,数,数为600，,副,副边匝,数,数为30，原,边,边原来,接,接有16,的扬,声,声器。,现,现因故,要,要改接,成,成4,扬,扬声器,，,，问输,出,出变压,器,器的匝,数,数,N,2,应改为,多,多少？,例,解,收音机,电,电路中,，,，输出,变,变压器,所,所起的,作,作用是,：,：让扬,声,声器阻,抗,抗与晶,体,体管的,输,输出端,阻,阻抗匹配，以使,负,负荷上,获,获得最,大,大功率,，,，从而,驱,驱动喇,叭,叭振动,发,发出声,音,音。,收音机,原,原阻抗,变,变换系,数,数为：,反射阻,抗,抗：,改换成4,扬声,器,器后：,设交流,信,信号源,电,电压,U,=100V，,内,内阻,R,0,=800，,负,负载,R,L,=8,。,。,(1),将,将负载,直,直接接,至,至信号,源,源，负,载,载获得,多,多大功,率,率？,(2),经,经变压,器,器阻抗,匹,匹配，,求,求负载,获,获得的,最,最大功,率,率是多,少,少？此,时变压,器,器变比,是,是多少,？,？,例,解,负载直,接,接与信,号,号源相,接,接时，,负,负载上,获,获得的,功,功率为,：,：,阻抗匹,配,配时，,负,负载折,算,算到原,绕,绕组的,反,反射阻,抗,抗等于800,。因,此,此负载,上,上获得,的,的最大,功,功率为,：,：,变压器,的,的变比,为,为：,变压器,输,输出电,压,压,u,2,随负载,电,电流,i,2,变化的,关,关系称,为,为它的,外,外特性,，,，即：,u,2,U,2N,i,2,I,2N,0,cos(-,2,)=0.8超,前,前,cos,2,=1,cos,2,=0.8滞后,3.,变,变压器,的,的外特,性,性,u,2,f,（,i,2,）,外特性,可,可用右,图,图所示,曲,曲线描,述,述。,(1),负,负载为,纯,纯电阻,性,性质时,，,，cos,=,1，输,出,出电压,u,2,随负载,电,电,流,i,2,的增加,略,略有下,降,降；,结论,负载的,功,功率因,数,数对变,压,压器的,外,外特性,影,影响很,大,大。,(2),负,负载为,感,感性时,，,，,u,2,随,i,2,的增加,下,下降的,程,程度加,大,大；,(3),负,负载,为,为容性,时,时，输,出,出特性,曲,曲线呈,上,上翘状,态,态，说,明,明,u,2,随,i,2,的增加,反,反而加,大,大。,变压器,外,外特性,变,变化的,程,程度，,可,可以用,电,电压调,整,整率,U,%来表,示,示。电,压,压调整,率,率定义,为,为：变,压,压器由,空,空载到,额,额定,I,2N,满载时,，,，副边,输,输出电,压,压,u,2,的变化,程,程度。,4.,电,电压调,整,整率,电压调,整,整率反,映,映了变,压,压器运,行,行时输,出,出电压,的,的稳定,性,性，是,变,变压器,的,的主要,性,性能指,标,标之一,。,。,5.,变,变压器,的,的损耗,和,和效率,变压器,的,的损耗,有,有铁耗,和,和铜耗,：,：,变压器,工,工作时,由,由于主,磁,磁通不,变,变，因,此,此铁损,耗,耗也基,本,本维持,不,不变，,通,通常称,铁,铁耗为不变损,耗,耗；,铜耗,随负载,电,电流变,化,化，称,为,为可变损,耗,耗。,变压器,的,的效率,是,是指变,压,压器的,输,输出功,率,率,P,2,与输入,功,功率,P,1,的比值,，,，通常,百,百分数,表,表示，,即,即：,变压器,没,没有旋,转,转部分,，,，因此,效,效率比,较,较高。,控,控制装,置,置中的,小,小型电,源,源变压,器,器的效,率,率通常,在,在80%以上,；,；电力,变,变压器,的,的效率,一,一般可,达,达95%以上,。,。,变压器在,运,运行中需,注,注意，并,非,非运行在,额,额定负载,时,时效率最,高,高。实践,证,证明，变,压,压器所带,负,负载为满载的70%左右,时,时效率最,高,高。因此，,应,应根据负,载,载情况采,用,用最好的,运,运行方式,。,。譬如控,制,制变压器,运,运行台数,，,，投入适,当,当容量的,变,变压器等,，,，以使变,压,压器能够,处,处在高效,率,率情况下,运,运行。,变压器能,否,否变换直,流,流电压？,为,为什么？,你会做吗,？,？,已知变压,器,器,U,IN,=220V，为使,铁,铁心不致,饱,饱和，规,定,定,m,0.001Wb，,问,问变压器,原,原线圈至,少,少应绕多,少,少匝,？,欲制作一个220/110V的小型变压器，能否原边绕2匝，副边绕1匝？为什么,？,若不慎将额定值110/36V的小容量变压器原边接到110V直流电源上，副边会产生什么情况？原边呢？,检验学习,结,结果,一个交流,电,电磁铁，,额,额定值为,工,工频电220V，,现,现不慎接,在,在了220V的直,流,流电源上,，,，问会不,会,会烧坏？,为,为什么？,讯号式温,度,度计,吸湿计,储油柜,安全气道,油表,气体继电,器,器,高压套管,低压套管,分接开关,油箱,铁芯,绕组,放油阀门,老式电力,变,变压器的,结,结构图,4.3,实,实用,中,中的常见,变,变压器,1. 电,力,力变压器,及,及其用途,新式电力,变,变压器的,结,结构图,显然，电,力,力变压器,主,主要也是,由,由铁芯和,绕,绕组两大,部,部分构成,，,，另外加,上,上一些外,部,部辅助和,保,保护设备,。,。,(1)发,电,电机出口,电,电压一般,不,不太高，,因,因此无法,将,将电能输,送,送到远处,。,。利用变,压,压器变换,电,电压的作,用,用，将发,电,电机出口,电,电压升高,，,，就可达,到,到向远距,离,离输送电,能,能的目的,。,。,电力变压,器,器的用途,(2)用,户,户不能直,接,接使用传,输,输的高压,电,电。必须,利,利用电力,变,变压器将,高,高压变换,为,为低压配,电,电值，满,足,足各类用,户,户对不同,电,电压的需,求,求。,电力系统,中,中，电力,变,变压器的,应,应用十分,广,广泛，电,力,力变压器,对,对电能的,经,经济传输,，,，合理分,配,配和安全,使,使用也都,具,具有十分,重,重要的意,义,义。,定义：把普通双,绕,绕组变压,器,器的高压,侧,侧绕组和,低,低压侧绕,组,组相串联,，,，即可构,成,成一台自,耦,耦变压器,，,，如下图,所,所示。,连成自耦,变,变压器,实际自耦,变,变压器,2. 自,耦,耦变压器(自耦调,压,压器),实际应用,中,中，自耦,变,变压器,只用一个,绕,绕组，原,绕,绕组匝数,较,较多，原,绕,绕组的一,部,部分兼作,副,副绕组。,两,两者之间,不,不仅有磁,的,的耦合，,而,而且还有电的直接,联,联系。,普通双绕,组,组变压器,A,X,a,x,N,1,N,2,A,N,1,X,a,x,N,2,A,X,a,x,N,1,N,2,u,1,u,2,自耦变压,器,器的工作,原,原理和普,通,通双绕组,变,变压器相,同,同。因此,，,，其变比,公,公式与双,绕,绕组变压,器,器一样，,即,即：,实验室中,单,单相调压,器,器结构原,理,理图,实验室中,单,单相和三,相,相调压器,的,的实物图,优点：,额定容量,相,相同时，,自,自耦变压,器,器与双绕,组,组变压器,相,相比，其,单,单位容量,所,所消耗的,材,材料少、,变,变压器的,体,体种小、,造,造价低，,而,而且铜耗,和,和铁耗都,小,小，因而,效,效率较高,。,。,自耦调压,器,器,的特点,缺点：,由于原、,副,副边共用,一,一个绕组,，,，因此当,高,高压侧遭,受,受过电压,时,时，会波,及,及低压侧,，,，为避免,危,危险，需,在,在自耦变,压,压器的原,、,、副边都,装,装设避雷,器,器。,结论,自耦调压,器,器不能当,作,作安全变,压,压器来使,用,用。,3. 电,焊,焊变压器,电焊变压,器,器是专供,电,电焊机使,用,用的特殊,变,变压器。,工,工厂和施,工,工工地广,泛,泛使用的,交,交流电焊,机,机就是由,一,一个电焊,变,变压器和,一,一个可变,电,电抗器构,成,成的。其,中,中电焊变,压,压器是一,个,个降压变,压,压器。,u,1,u,2,6070V,i,2,手柄,焊钳,2530V,工件,对电焊变,压,压器的要,求,求：空载时要,有,有约为6070V足够大,的,的引弧电,压,压；焊接,时,时要求电,压,压陡降，,额,额定负载,下,下电压约2530V。在,焊,焊条与工,件,件相碰不,起,起弧、即,副,副边短路,时,时，短路,电,电流要求,不,不能过大,。,。此外，,还,还要求能,够,够调节焊,接,接电流的,大,大小。,变压器,电抗器,可动铁心,u,2,/V,i,2,/A,0,70,30,I,N,电焊变压,器,器外特性,电压互感,器,器和电流,互,互感器又,称,称为仪用互感,器,器，是电力,系,系统中使,用,用的测量,设,设备，其,工,工作原理,与,与变压器,基,基本相同,。,。,1. 与,小,小量程的,标,标准化电,表,表配合测,量,量高电压,、,、大电流,；,；,2. 使,测,测量回路,与,与被测回,路,路隔离，,以,以保障人,员,员和设备,的,的安全；,3.为各,类,类继电保,护,护和控制,系,系统提供,控,控制信号,。,。,4. 仪,用,用互感器,使用仪用,互,互感器的,目,目的,电压互感器,产,产品图,电流互感器,产,产品图,L,1,L,2,N,1,N,2,V,电压互感器,的,的原绕组匝数,很,很多，并联于待,测,测电路两端,；,；副绕组匝数,较,较少，与电压表,及,及电度表、,功,功率表、继,电,电器的电压,线,线圈并联。,用,用于将高电,压,压变换成低,电,电压。,(1) 电,压,压互感器,电压互感器,示,示意图,电压互感器,使,使用注意事,项,项,*,电压互感器,的,的副边不允,许,许短路。因,为,为一旦发生,短,短路，副边,将,将产生一个,很,很大的电流,，,，导致原边,电,电流随之激,增,增，由此将,烧,烧坏互感器,的,的绕组。,*,电压互感器,的,的副边应当,可,可靠接地。,*,电压互感器,的,的副边阻抗,不,不得小于规,定,定值，以减,小,小误差。,(2) 电,流,流互感器,电流互感器,的,的原绕组线,径,径较粗，匝,数,数少与待测,电,电路负载串,联,联；副绕组,线,线径细且匝,数,数多，与电,流,流表及电度,表,表、功率表,、,、继电器的,电,电流线圈串,联,联。用于将大电,流,流变换为小,电,电流。,A,N,1,N,2,负荷,电流互感器,示,示意图,电流互感器,使,使用注意事,项,项,*,电流互感器,的,的副边不允,许,许开路。因,其,其原边电流,是,是由被测电,路,路决定的。,正,正常运行时,副,副边相当于,短,短路，具有,强,强烈的去磁,作,作用，所以,铁,铁芯中工作,主,主磁通所需,的,的励磁电流,相,相应很小。,若,若副边开路,，,，原边电流,全,全部成为励,磁,磁电流而导,致,致铁芯中工,作,作磁通剧增,，,，致铁芯严,重,重饱和过热,而,而烧损，同,时,时因副绕组,匝,匝数很多，,又,又会感应出,危,危险的高电,压,压，危及操,作,作人员和测,量,量设备的安,全,全。,*,电压互感器,的,的副边应当,可,可靠接地。,*,副边阻抗不,得,得超过规定,值,值，以免增,大,大误差。,自耦变压器,为,为什么不能,用,用作安全变,压,压器？,本节内容你,掌,掌握得如何,？,？,电压互感器,和,和电流互感,器,器在使用过,程,程中都有哪,些,些注意事项,？,？,电焊变压器,的,的外特性和,普,普通变压器,相,相比有何不,同,同？,检验学习结,果,果,变压器都有,哪,哪些损耗？,何,何谓不变损,耗,耗？可变损,耗,耗？,本章学习结,束,束。Goodbye!,