变压器使用与维护

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1、项目三变压器使用与维护一、学习目标知识目标1了解磁场，理解描述磁场的磁感应强度、磁通量、磁导率和磁场强度这几个物理量。2掌握磁场对电流的作用——安培力的大小和方向，了解其应用。3了解电磁感应现象，理解自感与互感及感应电动势，会计算感应电动势的大小及判断它的方向，会判断互感线圈的同名端，能用实验的方法测出同名端，掌握互感线圈的串并联及等效互感系数。4理解磁动势和磁阻，掌握磁路欧姆定律。5了解交直流电磁铁的区别及交流电磁铁的应用，了解电磁式和电动式仪表的结构与工作原理。6掌握单相变压器的结构和工作原理，理解变压器的运行特性，了解三相

2、变压器。技能目标。1、学会确定互感线圈同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法。2、测量单相变压器的电压比和空载阻抗，测量单相变压器的阻抗比，测量单相变压器的外特性。二、工作任务单序号任务名称1电磁铁分析2变压器的结构和工作原理任务一电磁铁分析知识链接一磁场及其基本物理量磁场是一种既看不见又摸不着的特殊的物质，主要来自于磁体、载流导体或通电线圈。磁场不仅有方向，且具有力的效应，即磁场和磁场之间存在着相互作用，对处于磁场中的载流导体有力的作用。下面简单介绍有关描述磁场的一些基本物理量。一磁感应强度与磁通量（一）磁感应强度B：描述磁场

3、中某一点磁场的强弱和方向的物理量，用矢量B表示，定义式为：B=F/IL（3—1）它的大小可用磁力线的疏密来表示，它的方向可用通过该点磁场的方向来表示。它只与磁场本身的性质有关，国际单位是特斯拉(T)。（二）磁通量：在磁场中，磁感应强度和它垂直方向的某一横截面面积的乘积称为磁通。在国际单位制中，磁通的单位是韦伯（Wb）,即=BS（3—2）1Wb=1T由上式可以看出，磁感应强度可看成是通过单位面积的磁通，所以磁感应强度B又叫磁通密度。341T=1Wb/上式只适用于匀强磁场二、磁导率()和磁场强度（H）（一）磁导率研究物质的磁性时，通

4、常把物质称为磁介质。磁导率是表示磁场中磁介质导磁性能的物理量。单位是亨每米（H/m）。实验测得，真空的磁导率为常数，即=4H/m其他介质的磁导率一般用与真空的的倍数来表示，记为，称为相对磁导率，它没有单位（3—3）相对磁导率越大，介质的导磁性能越好。据相对磁导率的大小不同，可以将物质分为磁性材料和非磁性材料两大类，前者相对磁导率很大，如铁及它的合金，广泛应用在电力技术中，像变压器、各种电工仪表设备中，国防技术中有磁性水雷、电磁炮等；后者相对磁导率很小，如空气、铜等，表3—1给出了几种常见材料的相对磁导率。表3—1几种常见材料的相

5、对磁导率物质名称相对磁导率物质名称相对磁导率镍1120软铁2180硅钢片7000-10000镍铁合金60000空气1.000鈷174（二）、磁场强度H：在任何磁介质中，磁场中某点的磁感应强度与同一点的磁导率的比值称为该点的磁场强度，即H=（3—4）在国际单位制中，磁场强度的单位是安每米（A/m）知识链接二磁场对电流的作用及其应用电流可以产生磁场，磁场的基本性质是对处在其里面的磁极或通电导体有力的作用。这种作用力称为安培力。在很多的电工设备中都有应用，如电动机的旋转、电工仪表指针的偏转等。一磁场对通电直导线的作用通有电流的直导线位

6、于均匀磁场中，并与磁场方向垂直，如图3—1所示。这里的磁场方向用“”表示，即表示垂直纸面向里。通过实验表明，直导线将受到安培力的作用，从而向左运动。该力的大小与直导线的长度、通过的电流及该处的磁感应强度成正比。（3—5）34FIB图3—1通电导线在磁场中的受力如果通电导线与磁场的方向平行放置，那么导线将不受力的作用如图3—2（a）.如果通电导线的位置与磁场方向有一定的夹角，如图3—2(b)所示，那么它受到的作用力将变为：（3—6）BI30°FIB（a）(b)图3—2通电导线与磁场有一定的夹角上式说明只有与导线垂直的磁场部分对导线

7、有力的作用，而与导线平行的磁场部分对导线不产生力的作用。通电导线在磁场中受力的方向可以用左手定则判断。左手定则的内容是，伸开左手，大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向导线中的电流方向，那么大拇指所指的方向为导线的受力方向。由左手定则可知，磁感线的方向、通电导线的电流方向、导线的受力方向三者是互相垂直的。二、磁场对通电线圈的作用如果把导线换成线圈呢？磁场对通电线圈也有力的作用。如图3—3所示磁场中的矩形通电线圈。线圈可以看作四根导线，据左手定则，矩形的两条短边与磁场方向平行不受力的作用，两条长边受到两个相反的作用力，以

8、矩形的中心线为轴，线圈受到一个力矩的作用，可以转动。电工仪表和电动机就是应用这个原理制成的。图3—3通电线圈在磁场中的受力34三、磁场对电流的作用的应用电磁炮是利用安培力推动通电导体平动的例子，电动机、电流表则是利用安培力使通电线圈转动的实例。（一）电磁炮根据磁