电工技术基础（第5版）（微课版）（AR H5交互版）课件 项目4 磁路与变压器.ppt

u20XAaxS|ZL|4.2.2变压器的工作原理u1i10ΦN1N21.变压器的空载运行与变换电压的作用交变的磁通穿过N1和N2时，分别在两个线圈中感应电压：计算它们的比值：有：显然，改变线圈绕组的匝数即可实现电压的变换。且k1时为为降压变压器；k1时为升压变压器。变压比，简称变比XA|ZL|axN2SN1u2u1i1Φ2.变压器的负载运行与变换电流的作用变压器负载运行时，一次侧电流由i0变为i1，二次侧产生负载电流i2，而电压u20相应变为u2。变压器负载运行时，二次侧电流i2产生副边磁动势I2N2，该磁动势对I0N1起削弱作用。i2根据主磁通原理，只要电源电压和频率不变，铁芯中的工作主磁通Φ的数值将维持不变。因此，原边电流i0相应增大为i1，原边磁动势也增大为I1N1，增大的部分恰好与二次侧磁动势相平衡。此时的磁动势方程式为：磁动势平衡方程式告诉我们：变压器二次测电流i2的大小是由负载决定的，但二次侧的能量来源于一次侧，两侧电路并没有直接的电的联系，而是通过磁耦合把能量从原边传递到副边。由上式可得：变压器铁芯的导磁率很高，因此满足工作主磁通需要的磁动势I0N1很小，和I1N1相比可忽略不计，因此磁动势平衡方程式可改为：变压器在能量传递的过程中损耗很小，因此一次侧和二次侧的容量近似相等，有：变流比能量传递过程中，变压器在变换电压的同时也变换了电流。3.变压器的变换阻抗作用XA|ZL|axN2SN1u2u1i1Φi2设变压器副边所接负载为|ZL|，原边等效输入阻抗为|Z1|，则有：将变压器的变压比公式和变流比公式代入上式得：上式告诉我们：只要改变变压器的匝数比，即可获得合适的二次侧对一次侧的反射阻抗|Z1|。式中k2称为负载阻抗折算到一次侧时的变换系数。已知某收音机输出变压器的原边匝数为600，副边匝数为30，原边原来接有16Ω的扬声器。现因故要改接成4Ω扬声器，问输出变压器的匝数N2应改为多少？收音机电路中，输出变压器所起的作用是：让扬声器阻抗与晶体管的输出端阻抗匹配，以使负荷上获得最大功率，从而驱动喇叭振动发出声音。收音机原阻抗变换系数为：反射阻抗：改换成4Ω扬声器后：设交流信号源电压U=100V，内阻R0=800Ω，负载RL=8Ω。(1)将负载直接接至信号源，负载获得多大功率？(2)经变压器阻抗匹配，求负载获得的最大功率是多少？此时变压器变比是多少？负载直接与信号源相接时，负载上获得的功率为：阻抗匹配时，负载折算到原绕组的反射阻抗等于800Ω。因此负载上获得的最大功率为：变压器的变比为：变压器输出电压u2随负载电流i2变化的关系称为它的外特性，即：u2U2Ni2I2N0cos(-φ2)=0.8超前cosφ2=1cosφ2=0.8滞后4.2.3变压器的外特性u2＝f（i2）外特性可用右图所示曲线描述。(1)负载为纯电阻性质时，cosφ=1，输出电压u2随负载电流i2的增加略有下降；结论负载的功率因数对变压器的外特性影响很大。(2)负载为感性时，u2随i2的增加下降的程度加大；(3)负载为容性时，输出特性曲线呈上翘状态，说明u2随i2的增加反而加大。变压器外特性变化的程度，可以用电压调整率ΔU%来表示。电压调整率定义为：变压器由空载到额定I2N满载时，副边输出电压u2的变化程度。2.电压调整率电压调整率反映了变压器运行时输出电压的稳定性，是变压器的主要性能指标之一。3.变压器的损耗和效率变压器的损耗有铁耗和铜耗：变压器工作时由于主磁通不变，因此铁损耗也基本维持不变，通常称铁耗为不变损耗；铜耗随负载电流变化，称为可变损耗。变压器的效率是指变压器的输出功率P2与输入功率P1的比值，通常百分数表示，即：变压器没有旋转部分，因此效率比较高。控制装置中的小型电源变压器的效率通常在80%以上；电力变压器的效率一般可达95%以上。变压器在运行中需注意，并非运行在额定负载时效率最高。实践证明，变压器所带负载为满载的70%左右时效率最高。因此，应根据负载情况采用最好的运行方式。譬如控制变压器运行台数，投入适当容量的变压器等，以使变压器能够处在高效率情况下运行。变压器能否变换直流电压？为什么？你会做吗？已知变压器UIN=220V，为使铁心不致饱和，规定Φm≤0.001Wb，问变压器原线圈至少应绕多少匝？欲制作一个220/110V的小型变压