变压器及磁性材料基本知识简介课件.pptVIP

*變壓器及磁性材料

基本知識簡介*變壓器的工作原理一.理想變壓器的工作原理1.什麼是理想變壓器符合下列條件者，稱之為理想變壓器:(1)初次級線圈的電阻為零，因而初次級回路無銅阻壓降，無功率損耗（2）鐵芯無損耗，變壓器無溫升。（3）鐵芯的磁導率很大，因而初次級之間無漏磁，即初級產生的磁通全部穿過次級，次級產生的磁通全部穿過初級。（4）鐵芯無磁飽和現象。我們引進理想變壓器的概念，是為了使變壓器工作過程的討論簡單明瞭。*2.理想變壓器的工作的物理過程理想變壓器的工作可以分為三個物理過程：電動生磁，磁動生電，磁動勢平衡。理想變壓器的工作可分為兩種狀態：空載狀態，負載狀態。(1)第一個物理過程——電動生磁（空載狀態）：當變壓器初級接通交流電源時，在交流電壓U1的作用下，初級回路產生交變的磁化電流IΦ,該電流流過初級W1,形成磁化磁動勢W1IΦ，它對鐵芯激磁，於是在鐵芯中產生交變磁通Φ0。這一過程稱為電動生磁，就是電流流動而產生磁通的過程，如圖1－1所示。我們把Φ0稱為主磁通。其磁密為B0=Φ0/SC。（當電壓為正弦波時，磁通亦為正弦波）圖1-1Φ0IΦw1w2OOOOU1*

(2)第二個物理過程——磁動生電（空載狀態）

如圖1-2所示，按照電磁感應定律，當線圈中的磁通發生變化，會線上圈兩端產生感應電動勢E，感應電動勢的大小與線圈的匝數成正比，與磁通的變化率成正比（E=wdΦ/dt)。我們知道在第一過程中鐵芯裏產生了交變磁通Φ0，Φ0交鏈初級線圈w1，在w1的的兩端產生自感電動勢E1。Φ0又交鏈次級線圈w2,,在w1的的兩端產生互感電動勢E2。當磁通為正弦波時，由電磁感應公式E=wdΦ/dt可以推導出E1、E2的大小為：E1=4.44w1Φ0f------(1-1)E2=4.44w2Φ0f------(1-2)式中：w1------初級匝數w2------次級匝數Φ0------交變磁通（韋伯）f------磁通變化頻率（赫茲）在理想狀態下，初次級電阻為零，自感電動勢E1與外電壓U1之間的關係為：大小相等，方向相反；次級輸出電壓U2等於互感電動勢E2。即：U1=E1=4.44w1Φ0f------(1-3)U2=E2=4.44w2Φ0f------(1-4)這就是磁通變化而產生感應電動勢E1、E2，即磁動生電過程。Φ0U1E1E2=U2w1w2圖1-2*(3)第三個物理過程——初、次級磁動勢平衡過程（負載狀態）當次級接上負載電阻R2後，次級回路在E2的作用下產生感應電流I2，（因為它流過負載，故又稱負載電流），I2流過w2，產生反磁勢I2w2，進而產生反磁通Φ2，該磁通與初級磁通方向相反，使初級磁通減少。此時，初級回路電流增大，即初級產生一個新的電流I1,,,新的磁勢w1I1,新的磁通Φ1,與w2I2、Φ2抗衡，維持原磁通Φ不變。這兩個磁通Φ1與Φ2,兩個磁動勢I1w1與I2w2,大小相等，方向相反。即：Φ1=Φ2------(1-5)w1I1=w2I2-----(1-6)這一物理過程稱為磁動勢平衡過程，如圖1-3所示。初級產生的一個新的電流I1，是隨I2的產生而產生，隨I2的消失而消失，猶如鏡面上光線的反射關係，故稱I1為I2映射電流。工程計算上常把映射電流寫成I′2，式(1-6)可改寫成：w1I′2=w2I2-----(1-7)Φ1I1I1U1R2w1w2OOIΦI1Φ1Φ0Φ2I2圖1-3*3.變壓器可以變壓、變流、變阻(1)變壓原理：從(1-3)、(1-4)式中，我們可以得出：U2/U1=W2/W1-----(1-8)移項後得：U2=W2U1/W1------(1-9)由式(1-8)可看出，初次級電壓比等