电工基础教材PPT 第四章.ppt

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1、电工技术基础第四章变压器本章要求1、理解变压器工作原理、结构；2、了解变压器损耗种类；3、能够根据用电负载情况选用电力变压器；4、了解电流互感器和电压互感器的原理及使用方法。变压器是一种常见的电气设备，在电力系统中广泛应用于交流电压等级变换。电力系统往往需要从发电厂把电能输送到城市等负荷中心。假设输送功率一定，如果输电电压越高，那么输电线路电流越小，从而可以降低线路上的损耗和减小导线线径（减少导线金属用量）。电力系统通常使用变压器将发电厂发电机发出的电压升高。而到了用户端，，为了保证用电安全和符合用电设备的电压要求，一般采用变压

2、器把电压降低。4.1磁路基本知识4.1.1磁路基本物理量在电磁学中，常常把磁力线经过的路径称为磁路。一、磁感应强度B磁感应强度B是描述磁场中某一点磁场强弱和方向物理量,大小等于垂直于磁场方向单位面积的磁力线数目。Ф为磁通量,S为垂直于磁场的面积，B为磁感应强度（特斯拉T）。二、磁通Ф磁通是指垂直穿过单位面积的磁力线的总量，用字母Ф表示。磁通公式为磁通单位是韦伯Wb，1韦伯等于1伏·秒。三、磁导率μ磁导率是反映磁场中介质导磁能力的物理量，用字母μ表示。单位:亨利每米，简称亨每米，用符号H/m表示。由于各种物质的导磁性能不同，因此把

3、物质根据其导磁性能划分为铁磁物质（如铁、镍等）和非铁磁物质（如铜、铝、空气等）。实际应用中以各种物质的磁导率与真空磁导率的比值相对磁导率作为衡量该物质的导磁性能。真空磁导率μ0是真空的磁导率，实验测定真空磁导率μ0＝4π×10-7H/m，是一个常量。相对磁导率μr：任一介质的相对磁导率是该介质的磁导率与真空磁导率的比值，用μr表示。即：四、磁场强度H磁场强度H是反映磁场强弱的物理量，磁场强度H的方向和磁感应强度方向相一致，其大小为磁感应强度B与磁导率μ的比值。磁场强度的单位是安培每米，简称安每米，符号是A/m表示。4.1.2铁磁

4、物质与磁路欧姆定律一、铁磁物质铁磁物质，如铁、镍等导磁性能良好，可被强烈磁化。往往应用铁磁物质这种特性制造变压器、电动机等各种电工设备。铁磁物质在磁场作用下，会呈现出特殊的磁性能，主要有高磁性、磁饱和性及磁滞性。1、高导磁性磁性材料的分子在一定内区域整齐排列形成磁畴。当没有外部磁场作用时，磁畴形成磁场方向无序，相互之间作用抵消，对外表现出无磁性。当施加外部磁场时，磁畴会按外部磁场方向基本排列一致，此时物质会表现出磁性。我们把上述的原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化。2、磁饱和性在材料磁化过程中，当磁畴方向与外部磁场方向达到

5、一致时，即使再增强外部磁场，磁畴基本上不再变化，这时磁化达到饱和状态，这是材料的磁饱和性。3、磁滞性磁化曲线用来反映磁性材料在磁场强度由零逐渐增加时的磁化特性。实际应用中，磁性材料多处于交变的磁场中，通过实验测出磁性材料在H大小和方向作周期变化时B-H曲线，通常称为磁滞回线。当H从零增大，B沿01曲线增大，在1点处达到饱和状态，到饱和状态时磁感应强度，称为饱和磁感应强度,用Bm表示。当H减小至零时，B沿着曲线12逐渐减小，当H=0时，B=0～2，这说明了即使外部磁场消失，材料还有一定磁感应强度；这种现象被称为磁性材料的剩磁现象，

6、剩磁用Br表示。实际应用中，为了消除剩磁的影响，往往加入反向磁场，图中H=03时，B=0，这时剩磁就会消失。。4、铁磁材料的分类和用途铁磁材料根据工程上用途的不同可以分为三大类：软磁材料：软磁材料的特点是磁导率高、易磁化、易去磁。常用材料有纯铁、硅钢、铁镍合金、铁铝合金和铁氧体等，实际应用中用于制作各种电机、电器的铁心。硬磁材料：硬磁材料的特点是磁导率不太高、但一经磁化能保留很大剩磁且不易去磁。常用材料有碳钢、铁镍铝钴合金等，实际应用中用来制作各种永久磁体，如：永磁发电机中永久磁铁、扬声器等永磁铁用硬磁性材料制作。矩磁材料：矩磁

7、材料的特点是磁导率极高、磁化过程中只有正、负两个饱和点，磁滞回线几乎成矩形。常用材料有镁猛铁氧化体等，一般用于制作各类存储器中记忆元件的磁芯。二、磁路欧姆定律变压器的铁芯磁路通常由软磁材料硅钢片叠压制成，导磁率高。当铁芯上的线圈通电后，铁芯迅速被磁化，形成一个强磁场。铁芯内的磁感应强度为:磁阻Rm用来描述磁性材料对磁通的阻碍作用。磁阻大小与磁路长度成正比，与磁路截面积和磁导率μ成反比：磁路欧姆定律可表示为：磁路欧姆定律表明，磁路中磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比。实际应用中，磁路欧姆定律用来定性分析磁路的情况。4.1.3电磁感应

8、定律一、法拉第电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律，线圈在变化磁通中会产生感应电动势，产生的感应电动势的大小与穿过该线圈的磁通变化率成正比。二、自感自感现象是指由于线圈自身电流的变化而在它本身产生的电磁感应现象。产生的感应电动势称为自感电动势。当线圈N1中施加电流