电工技术（第3版）教学课件作者吴雪琴第6章变压器.ppt

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1、电工技术第6章　变压器第6章　变压器6.1磁路及其基本定律6.2交流铁芯线圈电路6.3变压器的基本结构和原理6.4变压器的使用6.5三相变压器与绕组连接6.6特殊变压器本　章　小　结6.1磁路及其基本定律6.1.1磁路6.1.2磁路基本定律返回6.1.1磁路磁路是许多以电磁原理做成的机械器件，如电机、电器、磁电式仪表等等的主要组成部分之一。各种磁路传递着磁能、发挥着应有的机能。大多数磁路含有磁性材料和工作气隙(空隙)，完全由磁性材料构成闭合磁路为情况也有不少。凡含有空隙的路，一部分磁通量作为有用的磁场，还有一部分磁通量在空隙的附

2、近泄漏在空间，形成漏磁通。返回6.1.2磁路基本定律1．欧姆定律设有一个截面积为S，平均周长为l，磁导率为μ的软磁圆环，如图7.3.4所示，铁环上绕以匝数为N的线圈，若磁化电流为i，则图环内的磁场H为：返回6.1.2磁路基本定律磁场H的方向与环的轴线平行。在无漏磁的情况下，穿过环的截面的磁通：因为，所以，上式即为磁路的欧姆定律，即磁通的大小与磁动势成正比，与磁阻成反比。磁动势与磁化电流i和线圈总匝数N成正比。磁阻与磁路的长度（即铁心的平均周长l）成正比，与磁导率及磁路的横面积S成反比。磁动势则与乘积Ni成正比。返回6.1.2磁路

3、基本定律2．全电流定律全电流定律又称安培环路定律，它是计算磁场的基本定律，其内容为：磁场强度矢量在磁场中沿任何闭合回路的线积分，即：上式表示磁场强度矢量在磁场中沿任何闭合回路的线积分等于穿过该闭合回路所包围面积内电流的代数和。注意：在计算电流代数和时，绕行方向符合右手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。返回6.1.2磁路基本定律在电工技术中，我们常常将全电流定律简化为：式中：l为回路（磁路）的长度。上式表示闭合回路上各点的磁场强度H相等，且其方向与闭合回路的切线方向一致。由于电流I和闭合回路绕行方向符合右手螺旋定则，线圈有N匝，电

4、流就穿过回路N次。故：返回6.1.2磁路基本定律3．电磁感应定律当流过线圈的电流发生变化时，线圈中的磁通也随之变化，并在线圈中出现感应电流，并产生了感应电动势。感应电动势可用下式求得：返回6.1.2磁路基本定律感应电动势的方向由的符号与感应电动势的参考方向比较而定出。当>0，穿过线圈的磁通增加时，e小于0，此时e的方向与参考方向相反，说明感应电流产生的磁场要阻止原磁通的增加；当<0，穿过线圈的磁通减少时，e大于0，此时e的方向与参考方向相同，说明感应电流产生的磁场要阻止原磁通的减少。返回6.1.2磁路基本定律磁路和电路的对照列表

5、返回6.2交流铁芯线圈电路6.2.1电压、电流的关系6.2.2功率损耗返回6.2.1电压、电流的关系在许多电气设备中，铁心线圈可以通入直流电或交流电来励磁。根据铁心线圈励磁电流的不同，把铁心分为直流铁心线圈和交流铁心线圈。直流铁心线圈的励磁电流是交流电流，铁心中产生的磁通是恒定的，在线圈和铁心中不会产生感应电动势，其损耗也仅仅是线圈的热损耗（RI2）。而交流铁心线圈是由交流电励磁，铁心中产生的磁通是交变的，在线圈和铁心中会产生感应电动势，并且存在电磁关系、电压电流关系及功率损耗等问题。返回6.2.1电压、电流的关系图示为交流铁心

6、线圈电路。设线圈的匝数为N，当在线圈两端加上交流电压u时产生的交流励磁电流通过励磁线圈时产生交变的磁通，其中绝大部分是主磁通，小部分是漏磁通。返回6.2.1电压、电流的关系图示交流铁心线圈电路的电压和电流之间的关系，根据基尔霍夫定律表示成：感应电动势：返回6.2.1电压、电流的关系一般说来，主磁通比漏磁通大得多，所以感应电动势也比漏磁电动势大得多，同时励磁线圈电阻R上的压降很小，如果将漏磁电动势和电阻上的压降忽略不计，则：上式说明当外加电压的有效值及其频率不变时，主磁通的最大值几乎是不变的。返回6.2.2功率损耗在交流铁心线圈中

7、，除了线圈R上的有功损耗RI2（即铜损）外，处于交变磁化作用下的铁心还会产生铁损。故，交流铁心线圈的功率损耗为：铁损是由磁滞和涡流产生的，分别称为磁滞损耗和涡流损耗，它们都会引起铁心发热。实验可知：交变磁化一周在铁心的单位体积内所产生的磁滞损耗能量与磁滞回线所包围的面积成正比。返回6.2.2功率损耗涡流损耗是由于铁心的涡流产生的。交变的电流产生交变的磁通，一方面在线圈中产生感应电动势，另一方面也要在铁心内产生感应电流和感应电动势，这种感应电流称涡流。减小涡流的方法是：在顺磁场方向铁心可由彼此绝缘的钢片（如硅钢片）叠成。涡流会引起

8、铁心发热，这是它有害的一面。但我们可以利用涡流的热效应来冶炼金属，利用涡流和磁场相互作用而产生电磁力的原理制造感应式仪器等。返回6.3变压器的基本结构和原理1．变压器的类型根据用途分类有：用于远距离输电、配电的电力变压器，用于机床局部照明和控制用的控制变压器，用