變壓器原理教案(已修改)
2025-10-22 18:50 本頁面
【正文】 第一篇：變壓器原理教案變壓器的結(jié)構(gòu)及原理授課老師：黃易平復(fù)習(xí)引入一、電子線路中常見變壓器：電源變壓器、開關(guān)變壓器、耦合變壓器等 新課講授：一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)： 變壓器主要由：鐵芯、線圈。鐵芯：變壓器的磁路部分由含硅量5%。其特點(diǎn)是在較低的外磁場作用下能產(chǎn)生較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并隨外磁場的增加磁感應(yīng)強(qiáng)度很快達(dá)到飽和，磁場去掉后，材料磁場基本消失，剩磁很小。由于硅的加入鋼片電阻率增大，渦流損耗降低，不易發(fā)熱且老化現(xiàn)象減小。繞組：變壓器的電路部分由漆包線繞制而成，分初級繞組和次級繞組。二、變壓器電路符號：三、變壓器的種類及作用：變壓器的種類很多, 有在電力系統(tǒng)中用電力變壓器；有在電子設(shè)備和儀器中常用小功率電源變壓器；有在放大電路中用耦合變壓器起傳遞信號或進(jìn)行阻抗的匹配。變壓器雖然大小懸殊, 用途各異, 但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理卻是相同的。變壓器是利用電磁感應(yīng)原理傳輸電能或電信號的器件, 它具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的作用。四、電磁感應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)（1）：四、電磁感應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)（2）：五、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在線圈中感應(yīng)電壓的大小方向與線圈中，磁通的大小的變化率成正比。即： E= N ΔΦ/Δt磁通量大小與電流大小成正比,即 NΦ=Li,其中L是電感系數(shù),于是, E=NΔΦ/dt=ΔLi/dt。楞次定律：當(dāng)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電流的方向總是要阻礙線圈中原磁通量的變化。六、PROTUES實(shí)驗(yàn)仿真：驗(yàn)證變壓過程。第二篇：變壓器工作原理變壓器工作原理變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。一、變壓器的制作原理：在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動通過磁場或磁場運(yùn)動通過固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。二、分類按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發(fā)冷卻）變壓器。按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。按用途分類：電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。三、電源變壓器的特性參數(shù)工作頻率變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大，故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計(jì)和使用，這種頻率稱工作頻率。額定功率在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。額定電壓指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。電壓比指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別?？蛰d電流變壓器次級開路時(shí)，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流?？蛰d損耗指變壓器次級開路時(shí)，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗（銅損），這部分損耗很小。效率指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。絕緣電阻表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān)。四、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)頻率響應(yīng)指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。通頻帶如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當(dāng)輸出電壓（輸入電壓保持不變），稱為變壓器的通頻帶B。初、次級阻抗比變壓器初、次級接入適當(dāng)?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態(tài)，傳輸效率最高。五、低頻變壓器的技術(shù)參數(shù)對不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求，可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能。對于一般低頻變壓器的主要技術(shù)參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。電壓比：變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當(dāng)N2N1 時(shí)，其感應(yīng)電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當(dāng)N2式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比)。當(dāng)nN2，V1V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。變壓器的效率：在額定功率時(shí)，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即 式中η 為變壓器的效率；P1 為輸入功率，P2 為輸出功率。當(dāng)變壓器的輸出功率P2 等于輸入功率P1 時(shí)，效率η 等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實(shí)際上這種變壓器是沒有的。
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