最新大学电路基础变压器交流考题模板教学讲义ppt课件.ppt

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1、大学电路基础变压器交流考题模板磁路与电路的比较磁路磁通势F磁通磁阻电路电动势E电流密度J电阻磁感应强度B电流INI+_EIR5.1变压器的基本结构5.1.2变压器的基本结构5.1.1概述变压器的磁路绕组：一次绕组二次绕组单相变压器+–+–由高导磁硅钢片叠成厚0.35mm或0.5mm铁心变压器的电路一次绕组N1二次绕组N2铁心5.1.2变压器的基本结构变压器的结构1.铁心线圈电路5.2变压器的工作原理2.变压器的功率及功率损耗3.变压器的工作原理5.2变压器的工作原理单相变压器+–+–一次绕组N1二次绕组N2铁心一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。励磁：u→i→Ni→Φ→eΦl→el

2、dΦdt=－NdΦldt=－Ndidt=－Ll电压与电流关系设:Φ=Φmsinωt则:e=－NωΦmcosωt=NωΦmsin(ωt－90o)Em=NωΦm=2πfNΦm上一节下一节上一页下一页返回iΦeΦlel+u－图交流铁心线圈电路1.铁心线圈电路E=4.44fNΦm上一页下一页iΦeΦlel+u－图交流铁心线圈电路U4.44fNΦm=则：当：U、f一定时，Φm基本不变。功率损耗：P=PCu+PFe铜损铁损=RI2+(Ph+Pe)磁滞损耗涡流损耗下一节上一页下一页返回2.变压器功率损耗※铜损耗使线圈发热，铁损耗使铁心发热。※减小铁损耗的方法：①使用软磁材料减小Ph；②增大铁心的电阻率，减小

3、涡流及其损耗；③用很薄的硅钢片叠成铁心，减小涡流及其损耗。上一节下一节上一页下一页ΦΦ0.35mm0.30mm0.27mm0.22mm图涡流损耗(a)(b)返回(1)空载运行情况电磁关系+–+–+–+–+–1空载时，铁心中主磁通是由一次绕组磁通势产生的。3.变压器的工作原理磁路与电路的比较磁路磁通势F磁通磁阻电路电动势E电流密度J电阻磁感应强度B电流INI+_EIR(2)带负载运行情况电磁关系+–+–+–1i1有载时，铁心中主磁通是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。2i2+–e2+–e2+–u2Z磁通势平衡方程：N1I1+N2I2=N1I0E1=4.44

4、fN1ΦmE2=4.44fN2Φm※一次绕组：※二次绕组：上一节下一节上一页下一页返回(一)电压变换(一)电压变换U1U2≈－E1≈－E2电压比:=N1N2E1E2k=U1U2=N1N2=k上一节下一节上一页下一页返回原边电压为U1110伏，匝数为N1,次边电压为U2伏，匝数为N2,若输出电压不变，原边电压为220伏，匝数为多少？※规定:当U1=U1N时,U1NU2NU20=U2N※如铭牌上标注:电压10000/230V上一节下一节上一页下一页返回变压器空载时:I2=0，I1=I0U2=U20=E2，U1≈E1▲变压器的外特性:当U1=U1N,λ2=cos2不变时:U2=f(I2)U2I20

5、U2Nλ2=1λ2=0.8(感性)图变压器的外特性ΔU％=U2N－U2U2N×100%▲电压调整率:ΔU％=2~3%上一节下一节上一页下一页返回某单相变压器的额定电压为10000/230V，接在10000V的交流电源上向一电感性负载供电，电压调整率为0.03。求变压器的电压比及空载和满载时的二次电压。［解］［例］电压比：U1NU2Nk==10000230=43.5空载电压：=230V满载电压:=223VU20=U2NU2=U2N(1－ΔU％)=230×(1－0.03)V上一节下一节上一页下一页返回(二)电流变换N1i1↓↑N2i2U1N≈E1=4.44fN1ΦmN1i0→ΦU1N4.44fN1

6、Φm≈磁通势平衡方程：N1I1+N2I2=N1I0忽略I0，则：I1=－N2N1I2N1I1+N2I2=0I1I2N2N1=1k=上一节下一节上一页下一页返回上例中的变压器，当

7、ZL

8、=0.966Ω时，变压器正好满载。求该变压器的电流。［解］［例］U2

9、ZL

10、I2==2230.966=224A=5.15AI2kI1=上一节下一节上一页下一页返回(三)阻抗变换作用U1U2I1I2

11、ZL

12、=U1U2I2I1=N1N2=k

13、ZL'

14、=U1I1=kU2I2/kU2I2=k2=k2

15、ZL

16、等效U1I1

17、ZL'

18、图变压器的阻抗变换上一节下一节上一页下一页返回(1)变压器的匝数比应为：信号源R0RL+–R0

19、+–+–解:例:如图，交流信号源的电动势E=120V，内阻R0=800，负载为扬声器，其等效电阻为RL=8。要求:（1）当RL折算到原边的等效电阻时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率？信号源的输出功率：电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。原因：满足了最大功率输出的条件：（2）将负载直接接到信