知識(shí)點(diǎn)：變壓器的工作原理-教學(xué)文稿

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式高等職業(yè)教育數(shù)字化學(xué)習(xí)中心項(xiàng)目五：鐵心線圈與變壓器02030401 0502030401明確任務(wù)：了解變壓器工作原理知識(shí)準(zhǔn)備：變壓器的空載運(yùn)行、負(fù)載運(yùn)行知識(shí)深化：變壓器的阻抗變換操作訓(xùn)練：示波器觀察變壓器輸出波形歸納總結(jié)： 變壓器原邊接入交流電路中后，繞組中就有交流電流流過，交流電就在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)在副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電壓，這個(gè)電壓的大小與變壓器原、副邊的繞組的匝數(shù)比有關(guān)，這樣我們可以通過選擇不同匝數(shù)比的變壓器得到我們需要的電壓。副邊接上負(fù)載后就有電流流過，這樣就將電能由原邊傳

2、送到了副邊。副邊電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，反過來作用于原邊電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，最后鐵心中的磁場(chǎng)是一次側(cè)和二次側(cè)電流共同作用的結(jié)果。（一）變壓器空載運(yùn)行 圖1是變壓器空載時(shí)接線圖；原副邊匝數(shù)、電壓、電動(dòng)勢(shì)、空載電流及磁通參考方向如圖所示。圖1 變壓器空載運(yùn)行（一）變壓器空載運(yùn)行若忽略漏磁通，則根據(jù)電磁感應(yīng)定律有 和 和 的有效值分別為 和式中， 為交流電源的頻率， 為主磁通的最大值。dtdNe11dtdNe221e2emNfE1144. 4mNfE2244. 4mf（一）變壓器空載運(yùn)行 如果忽略繞組電阻上的壓降，認(rèn)為原副邊電動(dòng)勢(shì)有效值近似等于電壓有效值，即 因此有 結(jié)論變壓器空載運(yùn)行時(shí)，原副邊電壓有效值之

3、比等于繞組的匝數(shù)比。mNfEU11144. 4mNfEU22244. 4kNNNfNfUUmm21212144. 444. 4（一）變壓器空載運(yùn)行 當(dāng)原邊電壓為某一值時(shí)，只要選用不同變比（原副邊匝數(shù)比稱變比，即 ）的變壓器就可獲得不同電壓等級(jí)的副邊輸出電壓。若 時(shí)，則副邊電壓小于原邊電壓；這種變壓器稱為降壓變壓器，即若 時(shí)，則副邊電壓大于原邊電壓；這種變壓器稱為升壓變壓器，即21/ NNk 1k1k1120UkUU1120UkUU（二）變壓器負(fù)載運(yùn)行 圖2為變壓器帶上負(fù)載 后電路圖。由于副邊有電流通過，從而將影響原邊電流的大小。圖2 變壓器負(fù)載運(yùn)行（二）變壓器負(fù)載運(yùn)行 由于變壓器存在內(nèi)阻，負(fù)載

4、時(shí)變壓器副邊的輸出電壓將比空載時(shí)有所下降，但一般情況下內(nèi)部電壓降不會(huì)超過額定電壓的10%。所以我們可以近似認(rèn)為副邊電壓有效值仍然等于副邊電動(dòng)勢(shì)有效值，即22EU 結(jié)論 可以認(rèn)為變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原副邊電壓之比依然等于匝數(shù)之比，即kNNUU2121 變壓器運(yùn)行時(shí)，由于 可見，當(dāng)電源電壓的大小和頻率一定時(shí)，鐵心中的磁通大小一定。 負(fù)載運(yùn)行后，磁路的磁動(dòng)勢(shì)由原副邊共同產(chǎn)生，其大小應(yīng)當(dāng)與空載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)基本相等，即 是變壓器空載時(shí)的空載電流，其大小一般只有額定電流的百分之幾，因此上式可近似寫成以下形式 即（二）變壓器負(fù)載運(yùn)行mNfEU11144. 41102211NININI02211NINI10I22

5、11NINI 結(jié)論 變壓器原、副邊電流與電壓之間的近似關(guān)系，即 可見，變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，匝數(shù)多的繞組電壓高、電流小；而匝數(shù)少的繞組電壓低、電流大。kNNUUII1121221 1.觀察變壓器的結(jié)構(gòu)和銘牌的數(shù)據(jù)。2.通過訓(xùn)練了解變壓器電壓變換關(guān)系。（一）訓(xùn)練目的 按圖所示將變壓器輸入端接入市電220V，50Hz，用示波器觀察輸出波形，畫出輸出波形，并記錄波形參數(shù)。（二）任務(wù)實(shí)施 變壓器除了進(jìn)行電壓變換和電流變換以外還可以用于阻抗變換，這一點(diǎn)在電子電路中應(yīng)用十分廣泛。圖3(a)是利用變壓器進(jìn)行阻抗變換的原理圖；圖3(b)是其等效電路。在電路中實(shí)際負(fù)載為 ；電路等效后的等效負(fù)載為 。LZ/LZ圖3 變壓器阻抗變換原理 等效阻抗的大小為 結(jié)論 阻抗值為 的負(fù)載通過變壓器接到電源上，相當(dāng)于將阻抗值擴(kuò)大（或縮小） 倍后直接接到電源上。 因此，只要選擇合適的變比，可以把實(shí)際負(fù)載阻抗變換為所需要的數(shù)值，這就是變壓器阻抗變換的意義。 LLLZkZNNINNUNNIUZ222