變壓器的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和基本工作原理(已修改)
2025-07-01 06:22 本頁(yè)面
【正文】 第四章 變壓器 變壓器是一種靜止電機(jī)，它通過(guò)線圈間的電磁感應(yīng)，將一種形式的電信號(hào)（或電能）轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種 形式的電信號(hào)（或電能） 。 變壓器的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和基本工作原理 、變壓器的用途簡(jiǎn)介 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的變壓器有 小功率電源變 壓器 和作為信號(hào)傳遞的 信號(hào)變壓器：脈沖變壓器、輸 入輸出變壓器等。 在電力系統(tǒng)中用的變壓器是作為電能之間的轉(zhuǎn)換， 為電力變壓器。 在控制系統(tǒng)中用的變壓器的容量小，多為不超過(guò)幾 千伏安的單相變壓器；電力變壓器的容量大，為幾千伏 安以上。 本章已自動(dòng)控制系統(tǒng)中用的單相變壓器為例介紹變 壓器的基本理論。 變壓器的基本工作原理 變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒(méi)電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 1u 1e 2e 2u1i 2i?1U2U1u2uLZdtdNedtdNe??????2211 只要一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的目的。 構(gòu)造 示意圖 (1)閉合鐵芯 (絕緣硅鋼片疊合而成 ) (2)原線圈 (初級(jí)線圈 ) 其匝數(shù)用 n1表示 與交變電源相連 (3)副線圈 (次級(jí)線圈 ) 其匝數(shù)用 n2表示 與負(fù)載相連 (4)輸入電壓 U1 輸出電壓 U2 原線圈 副線圈 鐵芯 U1 U2 n1 n2 ∽ —— 互感現(xiàn)象 變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了： 電能 → 磁場(chǎng)能 → 電能 轉(zhuǎn)化 (U I1) (變化的磁場(chǎng) ) ( U I2) 變壓器的工作原理 原線圈 副線圈 鐵芯 U1 U2 n1 n2 ∽ 0 e t t1 t2 t3 t4 理解： （ 1） 互感現(xiàn)象： 在變壓器原 、 副線圈中由于有交變電流而發(fā)生互相感應(yīng)的現(xiàn)象 ， 叫做 互感現(xiàn)象 ． （ 2） 互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ) ． 變壓器通過(guò)閉合鐵芯 ， 利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能到磁場(chǎng)能再到電能的轉(zhuǎn)化 ． （ 3） 變壓器只能工作在交流電路 ． 如果變壓器接入直流電路 ， 在鐵芯中不會(huì)產(chǎn)生交變的磁通量 ， 沒(méi)有互感現(xiàn)象出現(xiàn) ， 所以變壓器僅工作于交流電路 ． 理想變壓器 如果在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能量損失很小，能夠略去原、副線圈的電阻，以及各種電磁能量損失，這樣的變壓器我們稱之為 理想變壓器 .這是物理學(xué)中又一種 理想化模型 。 原、副線圈中通過(guò)的磁通量始終相同 (無(wú)漏磁 ),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是： 若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有 U1=E1 U2=E2 2121 nnUU ?理想變壓器的電壓規(guī)律 tnE ???? 11tΔΔΦnE 22 ?I1 U2 U1 n1 n2 I2 R ~ 2121nnEE ?原線圈 副線圈 鐵芯 U1 U2 n1 n2 ∽ dtdNedtdNe??????2211用電器 額定工作電壓 用電器 額定工作電壓 隨身聽 3V 機(jī)床上的照明燈 36V 掃描儀 12V 防身器 3000V 手機(jī)充電器 黑白電視機(jī)顯像管 幾萬(wàn)伏 錄音機(jī) 6V 9V 12V 彩色電視機(jī)顯像管 十幾萬(wàn)伏 但我們國(guó)家民用統(tǒng)一供電均為 220V，那么如何使這些額定電壓不是 220V的電器設(shè)備正常工作的呢？ 生活中需要各種電壓的交流或直流電 理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比 n2 n1 U2U1——升壓變壓器 n2 n1 U2 U1——降壓變壓器 2121nnUU ? n2 =n1 U2=U1——等壓變壓器 、 變壓器的結(jié)構(gòu)及類型簡(jiǎn)介 按用途分：電力變壓器（ 升壓變壓器、降壓變壓 器 ）和特種變壓器。 按繞組數(shù)目分：?jiǎn)卫@組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、 三繞組變壓器和多繞組變壓器。 按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩骱投嘞嘧儔浩鳌? 按鐵心結(jié)構(gòu)分：芯式變壓器和殼式變壓器。 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和 充氣式變壓器。 ● 鐵芯結(jié)構(gòu) —— 心式、殼式 心式 —— 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工藝簡(jiǎn)單應(yīng)用廣泛
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1