电机与变压器教案.doc

广东省技工学校文化理论课教案 （首页）（代号A-3） 科目 第 一章3 节 课题：变压器的阻抗变换与变压器的外特性 授课 日期 课时 班级 授课方式 讲授 归纳 PPT 作业 题数 拟用时间 教学目的 通过教学使学生掌握变压器阻抗变换的应用、变压器的外特性 选用教具挂图 重 点 变压器阻抗变换的应用、变压器的外特性 难 点 变压器的外特性 教学回顾 变压器负载运行 说 明 审阅签名： 教 学 过 程 一、组织教学 维持秩序，准备上课 二、回顾旧课 变压器空、负载运行 三、教学导入 变压器在理想状态下即空载情况下运行，各参数已经讨论过了，那么变压器在负载运行的情况又是怎样的呢？带着这个问题我们进入今天的学习。 四、新课讲授 一、变压器的阻抗变换 变压器一次侧接交流电源，对电源来说是一个负载。其输入阻抗可用输入电压、输入电流来计算，即变压器的输入阻抗为Zl＝,而变压器的二次侧输出又接了负载，电压、电流、负载之间存在Z2==Z关系。可以看出经过变压器把Z接到电源上和不要变压器直接把Z接到电源上，两者是完全不一样的，这里变压器起到改变阻抗的作用，把Z变成Z可以在U的电压下工作。 变换公式Zl＝= KU2/(I2/K)=K2U2/I2= K Z 这说明负载Z经过变压器以后阻抗扩大了K倍。如果已知负载阻抗Z的大小，要把它变成另一个一定大小的阻抗Z，只需接一个变压器，该变压器的变比K= 在电子线路中，这种阻抗变换很常用，如扩音设备中扬声器的．阻抗很小(4~16)，直接接到功放的输出，则扬声器得到的功率很小，声音就很小。只有经输出变压器把扬声器阻抗变成和功放内阻一样大，扬声器才能得到最大输出功率。这也称为阻抗匹配。 例1一1 某晶体管收音机的输出变压器的一次侧匝数N=230匝，二次侧匝数N=80匝，原来配接8Ω的扬声器，现要改用同样功率而阻抗为4Ω的扬声器，则二次侧匝数N应改绕成多少? 解：先求出一次侧的Z，因为不论N和Z怎么变，必须保证Z不变，才能保证功率输出最大。 Z1= K Z2=()×8=66.13Ω 再由Z和新的扬声器阻抗Z=4Ω，求出新的K和N K===4.07 N= =≈57匝 则二次侧匝数N应改绕成57匝。 二、变压器的外特性 1.外特性 作用：反映变压器带负载运行时的性能。 （一）外特性与电压变化率 当电源电压及负载功率因数一定时，反映副边端电压随副边电流变化而变化的曲线U2＝f（I2）,称为变压器的外特性。变压器的外特性图如图1-16所示： 图1-16 变压器的外特性 电容性负载：U2随I2的增大而增大（容性负载减小了无功电流分量）；电阻和电感性负载：U2随I2的增大而减小。变化程度用电压变化率来表示。 定义： 一般情况下，在（感性）左右时，额定负载的电压变化率约为4%～5.5%。 三、变压器的损耗与效率 1、损耗：铜损、铁损，每一种又包括基本损耗和附加损耗。 （1）基本铜损：原、副绕组中的直流电阻损耗。 （2）附加铜损：漏磁通在原、副绕组中产生集肤效应、使其电阻增大而增加的铜损，通常很小。铜损的大小与负载电流的平方成正比，是可变损耗。 （3）基本铁损：铁心中的磁滞和涡流损耗。 （4）附加铁损：主磁通在变压器的结构件及铁心的某些局部引起的涡流损耗。 （5）基本铁损是铁损耗的主要部分。铁损为不变损耗。 2、效率：输出功率与输入功率之比，即 效率特性：负载小时，效率随负载的增加而增加；负载大时，效率随负载的的增加而减小。效率有一个最大值，用表示。一般当＝0.5～0.7范围内时达到。 图1.13 变压器的效率特性 小结：1、变压器阻抗变换 2、变压器的外特性 作业：P20 7