《变压器》PPT课件...ppt

用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V36V扫描仪扫描仪12V12V防身器防身器3000V3000V手机充电手机充电器器4.2V 4.4V 5.3V4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管 几万伏几万伏录音机录音机6V 9V 12V6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管 十几万伏十几万伏 但我们国家民用统一供电均为但我们国家民用统一供电均为220V220V，那么如何，那么如何使这些额定电压不是使这些额定电压不是220V220V的电器设备正常工作的的电器设备正常工作的呢？呢？ 一、变压器的构造一、变压器的构造1. 1.示意图示意图 U1U2 n1n2原原线线圈圈副副线线圈圈铁铁芯芯2.2.构造：构造：（1 1）闭合铁芯）闭合铁芯 （绝缘（绝缘硅钢片叠合而成）硅钢片叠合而成）（2 2）原线圈（初级线）原线圈（初级线圈）：其匝数用圈）：其匝数用n n1 1表示表示（3 3）副线圈（次级线）副线圈（次级线圈）：其匝数用圈）：其匝数用n n2 2表示表示（4 4）输入电压：）输入电压：U U1 1; ; 输出电压：输出电压：U U2 2. .3.3.电路图中符号电路图中符号n1n2问题：问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？变压器副线圈和原线圈电路是否相通？ 变压器原副线圈不相通，那么在给原线变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接圈接交变电压交变电压U U1 1后，副线圈电压后，副线圈电压U U2 2是怎是怎样产生的？样产生的？铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘 U1U2 n1n2二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 -互感现象互感现象变压器通过闭合铁芯，变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电利用互感现象实现了电能（能（U U1 1、I I1 1）到磁场能）到磁场能（变化的磁场）再到电（变化的磁场）再到电能（能（ U U2 2、I I2 2）转化。）转化。原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯 U1U2n1n2互感现象：在原副线圈中由于有互感现象：在原副线圈中由于有交变电流交变电流而发生的互相感应现象。而发生的互相感应现象。若给原线圈接若给原线圈接直流电压直流电压U ，副线圈电压副线圈电压U U2 2 ？实验结论：原副线圈两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。 次数次数12345U1U2V1V2研究原副线圈两端电压关系的实验研究原副线圈两端电压关系的实验三、理想变压器的变压规律三、理想变压器的变压规律I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应原、副线圈中产生的感应电动势分别是：电动势分别是：E E1 1=n=n1 1/ / t tE E2 2=n=n2 2/ / t tE1 1/n/n1 1= = E2 2/n/n2 2原线圈回路有：原线圈回路有：U U1 1 E E1 1=I=I1 1r r1 1 0 0则则U U1 1=E=E1 1副线圈回路有：副线圈回路有： E E2 2=U=U2 2 +I+I2 2r r2 2 UU2 2则则U U2 2=E=E2 2若不考虑原副线圈的内阻，则若不考虑原副线圈的内阻，则U U1 1=E=E1 1；U U2 2=E=E2 2则：则：U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2理想变压器原副线圈的理想变压器原副线圈的端电压之比端电压之比等于等于这两个线圈的这两个线圈的匝数之比匝数之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 -升压变压器升压变压器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -降压变压器降压变压器U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律问题：问题：原副线圈的电流可能满足何规律？原副线圈的电流可能满足何规律？1. 1.理想变压器输出功率应等于输入功率理想变压器输出功率应等于输入功率即即: : U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2I I 1 1/ / I 2 2= U= U2 2 / U U1 1= n= n2 2 / n n1 1P出出= P入入2.2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比数成反比I I 1 1/ / I 2 2= n= n2 2 / n n1 1变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。圈的一种方法。此公式只适用于一个副线圈的变压器U U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R输入输出电压、电流、功率大小之间的因输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系果关系 1.输入功率输入功率P1由输出功率由输出功率P2决定决定: P1P22.U1由电源决定；由电源决定；3.U2由由U1和匝数比决定；和匝数比决定； U2n2/n1U14.I2由由U2和负载决定；和负载决定； I2U2R5.I1由由I2和匝数比决定；和匝数比决定； I1n2/n1I21.1 变压器的基本工作原理和分类一、变压器的基本工作原理一、变压器的基本工作原理主要部件：主要部件：1u1e2e1i2i2uLZ一次绕组（一次绕组（N1匝）、匝）、二次绕组二次绕组( (N2匝匝) ) 。N1N2u1i1 212121NNEEUU 有效值比：有效值比：只要一、二次绕组匝数不只要一、二次绕组匝数不 同，即可实现改变电压。同，即可实现改变电压。可见可见:铁心；铁心；工作原理简述：工作原理简述：222111udtdNeudtdNe自学课本自学课本P41“变压器的原理变压器的原理”和优化设计和优化设计P30页页“理想变压器的基本关系推导，回答下列问题：理想变压器的基本关系推导，回答下列问题：1、变压器的工作原理。、变压器的工作原理。2、什么是理想变压器？、什么是理想变压器？3、理想变压器（只有一个副线圈时）、理想变压器（只有一个副线圈时）原、副线圈的电压，电流，功率间的关原、副线圈的电压，电流，功率间的关系？如何推导？系？如何推导？1. 电压与匝数的关系电压与匝数的关系原、副线圈中产生的感应电动势分别是：原、副线圈中产生的感应电动势分别是：在原、副线圈回路中有：在原、副线圈回路中有：U U1 1=E=E1 1U U2 2=E=E2 2所以：所以：U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2tnE11tnE222121nnEE三、理想变压器的规律三、理想变压器的规律相同。即t原副线圈中磁通量变化率相等原副线圈中磁通量变化率相等第一节第一节 变压器的工作原理变压器的工作原理 分类及分类及结构结构 一一. .变压器的工作原理变压器的工作原理v变压器-利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器v是电力系统中生产，输送，分配和使用电能的重要装置。v也是电力拖动系统和自动控制系统中 ，电能传递或作为信号传输的重要元件第一节第一节 变压器的工作原理变压器的工作原理 分类及结构分类及结构v1.1.变压器变压器 - - 静止的静止的电磁装置电磁装置 v变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能v电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。变压器原理图（图变压器原理图（图3-13-1） 第一节第一节 变压器的工作原理变压器的工作原理 分类及结构分类及结构v与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组 用U1 ，I1，E1，N1表示，v与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示。v同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 m m ,该磁通量称为主磁通v请注意 图图3 3-1-1 各物理量的参考方向确定。第一节第一节 变压器的工作原理变压器的工作原理 分类及结构分类及结构v2.2.理想变压器理想变压器v不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器v描述理想变压器的电动势平衡方程式为