電工電子學(xué)課件第五章磁路與鐵心線圈電路

1、下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁1.1.研究對象研究對象 電工技術(shù)課程所要講到的變壓器、電動機以及繼電電工技術(shù)課程所要講到的變壓器、電動機以及繼電器接觸器等控制電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有鐵心和線圈，其目的器接觸器等控制電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都有鐵心和線圈，其目的都是為了當線圈通有較小電流時，能在鐵心內(nèi)部產(chǎn)生較強都是為了當線圈通有較小電流時，能在鐵心內(nèi)部產(chǎn)生較強的磁場，使線圈上感應(yīng)出電動勢或者對線圈產(chǎn)生電磁力。的磁

2、場，使線圈上感應(yīng)出電動勢或者對線圈產(chǎn)生電磁力。線圈通電屬于電路問題，而產(chǎn)生的磁場又局限于鐵心內(nèi)線圈通電屬于電路問題，而產(chǎn)生的磁場又局限于鐵心內(nèi)部部稱為鐵心磁路，屬于磁路問題稱為鐵心磁路，屬于磁路問題. .下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁2.2.研究方法研究方法 在物理學(xué)中，研究的是電場、磁場這些在物理學(xué)中，研究的是電場、磁場這些“場場”的的規(guī)律，建立起規(guī)律，建立起“場場”的基本概念。而在電工技術(shù)中，各種的基本概念。而在電工技術(shù)中，各種電器設(shè)備都含有鐵心電器設(shè)備都含有鐵心使原本彌散在整個空間的磁通的使原本彌散在整個空間的磁通的絕大部分都集中在鐵心中構(gòu)成閉合回路，這就使研

3、究范圍絕大部分都集中在鐵心中構(gòu)成閉合回路，這就使研究范圍大大地縮小了。因而，將大大地縮小了。因而，將“場場”的問題簡化為的問題簡化為“路路”的問的問題，是電工技術(shù)的研究的基本出發(fā)點。題，是電工技術(shù)的研究的基本出發(fā)點。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 電流具有磁效應(yīng)，變化的磁場又能感生出電流，磁與電流具有磁效應(yīng)，變化的磁場又能感生出電流，磁與電是分不開的。因而，在電工技術(shù)中，磁路與電路的研究電是分不開的。因而，在電工技術(shù)中，磁路與電路的研究是相互聯(lián)系的。然而在研究分析過程中，卻常常采用將磁是相互聯(lián)系的。然而在研究分析過程中，卻常常采用將磁路轉(zhuǎn)化為電路、將電磁關(guān)系轉(zhuǎn)化為電

4、壓電流關(guān)系的方法，路轉(zhuǎn)化為電路、將電磁關(guān)系轉(zhuǎn)化為電壓電流關(guān)系的方法，這是學(xué)習(xí)、研究電工技術(shù)的非常重要的思想方法。這是學(xué)習(xí)、研究電工技術(shù)的非常重要的思想方法。 磁力線是定性描述磁場的方法。磁力線上任一點的切磁力線是定性描述磁場的方法。磁力線上任一點的切線方向和該點處的磁場方向一致（右手定則）；磁場強的線方向和該點處的磁場方向一致（右手定則）；磁場強的地方，磁力線較密，反之，磁力線較疏。不同形狀的電流地方，磁力線較密，反之，磁力線較疏。不同形狀的電流所產(chǎn)生的磁場的磁力線如圖所示。所產(chǎn)生的磁場的磁力線如圖所示。 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 對磁場特性的描述，已在大學(xué)物

5、理中進行了詳盡對磁場特性的描述，已在大學(xué)物理中進行了詳盡的討論。這里將對幾個基本物理量做以下復(fù)述。的討論。這里將對幾個基本物理量做以下復(fù)述。一、磁感應(yīng)強度一、磁感應(yīng)強度 磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度 B 是表示磁場空間某點的磁場強弱是表示磁場空間某點的磁場強弱和方向的物理量。它是矢量。磁場對電流和方向的物理量。它是矢量。磁場對電流(或運動電或運動電荷荷)有作用，而電流有作用，而電流(或運動電荷或運動電荷)也將產(chǎn)生磁場。也將產(chǎn)生磁場。電流電流(或運動電荷或運動電荷)電流電流(或運動電荷或運動電荷)磁場磁場下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁二、磁通二、磁通 磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度 B

6、 在面積在面積 S 上的通量積分稱為磁通上的通量積分稱為磁通SdSB如果是均勻磁場，即磁場內(nèi)各點磁感應(yīng)強度的如果是均勻磁場，即磁場內(nèi)各點磁感應(yīng)強度的大小和方向均相同，且與面積大小和方向均相同，且與面積 S 垂直，則該面垂直，則該面積上的磁通為積上的磁通為BS或或SB故又可稱磁感應(yīng)強度的數(shù)值為磁通密度。故又可稱磁感應(yīng)強度的數(shù)值為磁通密度。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 如果用磁力線描述磁場，磁力線的密度就反映了如果用磁力線描述磁場，磁力線的密度就反映了磁場的大小。磁場的大小。 通過某一面積的磁力線總數(shù)應(yīng)表示通過該面積的通過某一面積的磁力線總數(shù)應(yīng)表示通過該面積的磁通的大

7、小。磁通的大小。 由于磁通的連續(xù)性，磁力線是閉合的空間曲線。由于磁通的連續(xù)性，磁力線是閉合的空間曲線。磁通的單位是磁通的單位是韋伯韋伯 (Wb)，在工程中常用電磁制單，在工程中常用電磁制單位位麥克斯韋麥克斯韋 (Mx)，兩者關(guān)系為，兩者關(guān)系為 MxWb8101根據(jù)電磁感應(yīng)公式根據(jù)電磁感應(yīng)公式磁通的單位為磁通的單位為伏伏秒秒 (Vs)，由此，磁感應(yīng)強度的單，由此，磁感應(yīng)強度的單位也可表示為位也可表示為韋伯每平方米韋伯每平方米 (Wb/m2)。dtdNe下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁三、磁場強度三、磁場強度 磁場強度磁場強度 H 是計算磁場時常用的物理量，也是計算磁場時

8、常用的物理量，也是矢量。它與磁感應(yīng)強度矢量的關(guān)系為是矢量。它與磁感應(yīng)強度矢量的關(guān)系為 /BH工程上常根據(jù)安培環(huán)路定律來確定磁場與電流工程上常根據(jù)安培環(huán)路定律來確定磁場與電流的關(guān)系的關(guān)系IdlHl上式左側(cè)為磁場強度矢量沿閉合回線的線積分；右上式左側(cè)為磁場強度矢量沿閉合回線的線積分；右側(cè)是穿過由閉合回線所圍面積的電流的代數(shù)和。側(cè)是穿過由閉合回線所圍面積的電流的代數(shù)和。電流的符號規(guī)定為：閉合回線的圍繞方向與電流成電流的符號規(guī)定為：閉合回線的圍繞方向與電流成右旋系時為正，反之為負。右旋系時為正，反之為負。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁四、磁導(dǎo)率四、磁導(dǎo)率 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率是表示

9、磁場空間是表示磁場空間媒質(zhì)媒質(zhì)磁性質(zhì)的物理量，磁性質(zhì)的物理量，是物質(zhì)導(dǎo)磁能力的標志量。是物質(zhì)導(dǎo)磁能力的標志量。前面已導(dǎo)出環(huán)形線圈的磁場強度前面已導(dǎo)出環(huán)形線圈的磁場強度 H H ，可得磁感，可得磁感應(yīng)強度應(yīng)強度 B B 為為xxHB 磁導(dǎo)率的單位磁導(dǎo)率的單位米亨米秒歐米安秒伏米安米韋的單位的單位的單位/2HB 真空磁導(dǎo)率真空磁導(dǎo)率0 0：實驗測得，真空的磁導(dǎo)率：實驗測得，真空的磁導(dǎo)率mH /10470 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 磁性材料主要是指由過度元素鐵、鈷、鎳極其磁性材料主要是指由過度元素鐵、鈷、鎳極其合金等材料。它們主要的磁性能如下。合金等材料。它們主要的

10、磁性能如下。一、高磁導(dǎo)率一、高磁導(dǎo)率磁性材料的磁導(dǎo)率很大，磁性材料的磁導(dǎo)率很大，r1，可達，可達102105量級。量級。二、磁飽和性二、磁飽和性 磁性物質(zhì)因磁化產(chǎn)生的磁場是不會無限制增加的，磁性物質(zhì)因磁化產(chǎn)生的磁場是不會無限制增加的，當外磁場當外磁場(或激勵磁場的電流或激勵磁場的電流)增大到一定程度時，增大到一定程度時，全部磁疇都會轉(zhuǎn)向與外場方向一致。這時的磁感全部磁疇都會轉(zhuǎn)向與外場方向一致。這時的磁感應(yīng)強度將達到飽和值。應(yīng)強度將達到飽和值。由于磁性物質(zhì)分子的相互作用，使分子電流在局部由于磁性物質(zhì)分子的相互作用，使分子電流在局部形成有序排列而顯示出磁性，這些小區(qū)域稱為磁疇。形成有序排列而顯示出

11、磁性，這些小區(qū)域稱為磁疇。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁三、磁滯性三、磁滯性 在鐵心線圈通有交變電流時，鐵心將受到交變磁化。在鐵心線圈通有交變電流時，鐵心將受到交變磁化。但當?shù)擧減少為零時，減少為零時，B 并未回到零值，出現(xiàn)剩磁并未回到零值，出現(xiàn)剩磁Br。BHO12345磁感應(yīng)強度滯后于磁場強度變化的性質(zhì)稱為磁感應(yīng)強度滯后于磁場強度變化的性質(zhì)稱為磁滯性磁滯性。如圖為磁性物質(zhì)的如圖為磁性物質(zhì)的滯回曲線滯回曲線。要使剩磁消失，通常需進行要使剩磁消失，通常需進行反向磁化。將反向磁化。將 B=0時的時的 H 值值稱為稱為 Hc，（見圖，（見圖中中3和和6所對應(yīng)的點。）所對

12、應(yīng)的點。）6下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁磁性物質(zhì)的分類磁性物質(zhì)的分類 根據(jù)滯回曲線和磁化曲線的不同，大致分成三類：根據(jù)滯回曲線和磁化曲線的不同，大致分成三類：(1)軟磁材料軟磁材料其矯頑磁力較其矯頑磁力較小，磁滯回線小，磁滯回線較窄。較窄。(鐵心鐵心)(2)永磁材料永磁材料其矯頑磁力較其矯頑磁力較大，磁滯回線大，磁滯回線較寬。較寬。(磁鐵磁鐵)(3)矩磁材料矩磁材料其剩磁大而矯其剩磁大而矯頑磁力小，磁頑磁力小，磁滯回線為矩形。滯回線為矩形。(記憶元件記憶元件)HBHBHB下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 為了使勵磁電流產(chǎn)生盡可能大的磁通，

13、在電磁設(shè)為了使勵磁電流產(chǎn)生盡可能大的磁通，在電磁設(shè)備或電磁元件中要放置一定形狀的鐵心。絕大部備或電磁元件中要放置一定形狀的鐵心。絕大部分磁通將通過鐵心形成閉合路徑分磁通將通過鐵心形成閉合路徑磁路。磁路。圖示為交流接觸器的磁圖示為交流接觸器的磁路，磁通經(jīng)過鐵心和空路，磁通經(jīng)過鐵心和空氣隙而閉合。氣隙而閉合。IdlHllSlBHlIN得出得出或或mRFSlIN/下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁式中：式中：F=IN 稱為磁動勢，此為產(chǎn)生磁通的激勵；稱為磁動勢，此為產(chǎn)生磁通的激勵；Rm 為磁阻，是磁路對磁通具有阻礙作用的物理量；為磁阻，是磁路對磁通具有阻礙作用的物理量；l 為

14、磁路的平均長度；為磁路的平均長度；S 為磁路的截面積。為磁路的截面積。mRFSlIN/上式與電路中的歐姆定律在形式上相似，與磁路上式與電路中的歐姆定律在形式上相似，與磁路對照如下：對照如下：磁路磁路電路電路磁動勢磁動勢 F磁通磁通 磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B磁阻磁阻 R= l / SmRF電動勢電動勢 E電流電流 I電流密度電流密度 J電阻電阻 R= l / SREI NI +EIR下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁磁路的計算磁路的計算 計算磁路問題時，可以應(yīng)用上面介紹的磁路歐姆計算磁路問題時，可以應(yīng)用上面介紹的磁路歐姆定律，但由于磁路的磁導(dǎo)率定律，但由于磁路的磁導(dǎo)率不是常

15、數(shù)不是常數(shù)(隨勵磁電隨勵磁電流而變流而變)，往往要借助于磁場強度，往往要借助于磁場強度H這個物理量。這個物理量。lINH 或或lHIN 若磁路不均勻，由不同材料構(gòu)成，則磁路的磁阻若磁路不均勻，由不同材料構(gòu)成，則磁路的磁阻應(yīng)由不同的幾段串聯(lián)而成，即應(yīng)由不同的幾段串聯(lián)而成，即)(2211lHlHlHIN 1l1S1I 0S0 S1 2l2S2右圖所示繼電器的磁路就是由右圖所示繼電器的磁路就是由三段串聯(lián)三段串聯(lián)11/ SB22/ SB下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁氣隙中的磁場強度氣隙中的磁場強度H0B0的單位為特斯拉，若用高的單位為特斯拉，若用高斯為單位，則斯為單位，則m

16、ABBH/104/70000I 0S0 S1 1l1S1 2l2S2)/(801040300mABBH)/(8 . 00cmAB然后計算各段磁路的磁壓降然后計算各段磁路的磁壓降 Hl，進而求出磁路的，進而求出磁路的磁動勢，應(yīng)用磁路歐姆定律對磁路進行分析。磁動勢，應(yīng)用磁路歐姆定律對磁路進行分析。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁例例 一均勻閉合鐵心線圈，匝數(shù)為一均勻閉合鐵心線圈，匝數(shù)為 300，鐵心中磁感應(yīng)強度為，鐵心中磁感應(yīng)強度為0.9T，磁路的平均長度為磁路的平均長度為45cm,I lS試求：試求：(1)鐵心材料為鑄鐵時線圈中的電流；鐵心材料為鑄鐵時線圈中的電流；(2

17、)鐵心材料為硅鋼片時線圈中的電流。鐵心材料為硅鋼片時線圈中的電流。解：解：先從磁化曲線中查出磁場強度的先從磁化曲線中查出磁場強度的H值，然后再計算電流。值，然后再計算電流。(1) H1=9000A/m，ANlHI5 .1330045. 0900011(2) H2=260A/m，ANlHI39. 030045. 026022可見由于所用鐵心材料不同，要得到相同的磁感應(yīng)強度，則可見由于所用鐵心材料不同，要得到相同的磁感應(yīng)強度，則所需要的磁動勢或勵磁電流是不同的。因此，采用高磁導(dǎo)率所需要的磁動勢或勵磁電流是不同的。因此，采用高磁導(dǎo)率的鐵心材料可使線圈的用銅量大為降低。的鐵心材料可使線圈的用銅量大為降

18、低。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁鐵心線圈分為兩種：鐵心線圈分為兩種： 直流鐵心線圈通直流來勵磁（如直流電機的勵磁直流鐵心線圈通直流來勵磁（如直流電機的勵磁線圈、電磁吸盤及各種直流電器的線圈）。因為勵磁線圈、電磁吸盤及各種直流電器的線圈）。因為勵磁是直流，則產(chǎn)生的磁通是恒定的，在線圈和鐵心中不是直流，則產(chǎn)生的磁通是恒定的，在線圈和鐵心中不會感應(yīng)出電動勢來，在一定的電壓會感應(yīng)出電動勢來，在一定的電壓U U下，線圈電流下，線圈電流I I只只與線圈的與線圈的R R有關(guān)，有關(guān)，P P也只與也只與I I2 2R R有關(guān)，所以分析直流鐵有關(guān)，所以分析直流鐵心線圈比較簡單。本課不

19、討論。心線圈比較簡單。本課不討論。 交流鐵心線圈通交流來勵磁（如交流電機、變交流鐵心線圈通交流來勵磁（如交流電機、變壓器及各種交流電器的線圈）。起電壓、電流等關(guān)壓器及各種交流電器的線圈）。起電壓、電流等關(guān)系與直流不同，下面我們就來討論之。系與直流不同，下面我們就來討論之。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 磁動勢磁動勢 F = iNF = iN 產(chǎn)生產(chǎn)生的磁通絕大多數(shù)通過鐵的磁通絕大多數(shù)通過鐵心而閉合，這部分磁通心而閉合，這部分磁通稱為工作磁通稱為工作磁通。 ueeiN鐵心如圖所示，鐵心如圖所示， 此外還有一少部分通過空氣等非磁性材料而此外還有一少部分通過空氣等非磁性材

20、料而閉合，這部分磁通稱為漏磁通，用閉合，這部分磁通稱為漏磁通，用表示。表示。 這兩個磁通在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢這兩個磁通在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e e和和e e。e e為主磁電動勢，為主磁電動勢，e e為漏磁電動勢。為漏磁電動勢。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁ueeiNu)(Nii N dtdNdtde dtdiLdtdNe 式中式中NN=L=Li i中的中的 L L為常數(shù)，稱為漏電感，為常數(shù)，稱為漏電感，而而i i與與不存在線性關(guān)系，不存在線性關(guān)系，即即 L L不是常數(shù)。不是常數(shù)。0、LiL下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁據(jù)據(jù)KVLKVL有

21、：有： eeiRu當當為正弦量時，為正弦量時，tUum sin伏伏)dtdiL(eiR uuuR ) e(dtdiLiR 上式中的各量可視作正弦量，于是上式可用相量表示：上式中的各量可視作正弦量，于是上式可用相量表示：ueeiN下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁UIjXUUR 設(shè)設(shè) 則則 tm sin)90sin()90sin(2cos00tEtfNtNdtdNemmm UjXRI)( 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁有效值為：有效值為：mmmfN44.42fN22EE 由于由于R R和和X X很小很小 ，UUR R和和U U與與U U/ /相

22、比可忽略相比可忽略B Bm為鐵心中磁感應(yīng)強度的最大值。為鐵心中磁感應(yīng)強度的最大值。S S為鐵心面積為鐵心面積EU即即SfNBfNUmm44.444.4 UIjXUUR UjXRI)( 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁2 2鐵損鐵損三、功率損耗三、功率損耗1 1銅損銅損RIPCu2 ehFePPP 磁滯損耗磁滯損耗由磁滯所產(chǎn)生的鐵損稱為磁滯損耗。可以證明，交由磁滯所產(chǎn)生的鐵損稱為磁滯損耗?？梢宰C明，交變磁化一周在鐵心的單位體積內(nèi)所產(chǎn)生的磁滯損耗變磁化一周在鐵心的單位體積內(nèi)所產(chǎn)生的磁滯損耗能量與磁滯回線所包圍的面積成正比。能量與磁滯回線所包圍的面積成正比。磁滯損耗要引起鐵

23、心發(fā)熱。為了減小磁滯損耗，應(yīng)磁滯損耗要引起鐵心發(fā)熱。為了減小磁滯損耗，應(yīng)選用磁滯回線狹小的磁性材料制造鐵心。硅鋼就是選用磁滯回線狹小的磁性材料制造鐵心。硅鋼就是變壓器和電機中常用的鐵心材料，其磁滯損耗較小。變壓器和電機中常用的鐵心材料，其磁滯損耗較小。 磁滯損耗磁滯損耗 渦流損耗渦流損耗下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 渦流損耗渦流損耗由渦流所產(chǎn)生的鐵損稱為渦流損耗由渦流所產(chǎn)生的鐵損稱為渦流損耗Pe0i 當線圈中通有交流電時，它所產(chǎn)生的磁通也是當線圈中通有交流電時，它所產(chǎn)生的磁通也是交變的。因此，不僅要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，交變的。因此，不僅要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

24、，而且在鐵心內(nèi)也要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。這而且在鐵心內(nèi)也要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流稱為渦流，它在垂直于磁通方向的平面種感應(yīng)電流稱為渦流，它在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著。內(nèi)環(huán)流著。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 在交流磁通的作用下，鐵心內(nèi)的這兩種損耗在交流磁通的作用下，鐵心內(nèi)的這兩種損耗合稱鐵損合稱鐵損PFe0鐵損差不多與鐵心內(nèi)磁感應(yīng)強度的鐵損差不多與鐵心內(nèi)磁感應(yīng)強度的最大值最大值Bm 的平方成正比，故的平方成正比，故Bm 不宜選得過大。不宜選得過大。從上述可知，鐵心線圈交流電路的有功功率為從上述可知，鐵心線圈交流電路的有功功率為P=UIcos =

25、I2R+ PFe0下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁例題：要繞制一個鐵心線圈，已知電源電壓例題：要繞制一個鐵心線圈，已知電源電壓U=220VU=220V，頻率頻率f=50Hz,f=50Hz,今量得鐵心截面為今量得鐵心截面為30.230.2cmcm2 2，鐵心由硅鋼，鐵心由硅鋼片疊成，設(shè)疊片間隙系數(shù)為片疊成，設(shè)疊片間隙系數(shù)為0.910.91（一般?。ㄒ话闳?.9-0.930.9-0.93）。）。（1 1）如?。┤缛 Bm m=1.2T,=1.2T,問線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？（問線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？（2 2）如磁）如磁路平均長度為路平均長度為60cm60cm，問勵磁電流應(yīng)為多大？

26、，問勵磁電流應(yīng)為多大？解：鐵心的有效面積為解：鐵心的有效面積為 S=30.2S=30.20.91=27.5cm0.91=27.5cm2 2(1)(1)線圈匝數(shù)可根據(jù)線圈匝數(shù)可根據(jù) 求出求出SfNB44.4Um300105 .272 .15044.4220SfB44.4UN4m（2 2）從圖）從圖6.1.56.1.5中可查出，當中可查出，當B Bm m=1.2T=1.2T時，時， H Hm m=700A/m=700A/m，所以所以A130021060700N2LHI2m下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 作業(yè)：習(xí)題作業(yè)：習(xí)題6.2.1，6.2.3下一頁下一頁總目錄總目錄

27、章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，變壓器是一種常見的電氣設(shè)備， 可用來把某種數(shù)值的交可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。 發(fā)電廠欲將發(fā)電廠欲將P=3UIcos的電功率輸送到用電的區(qū)域，在的電功率輸送到用電的區(qū)域，在P、cos為一定值時，若采用的電壓愈高，則輸電線路中的為一定值時，若采用的電壓愈高，則輸電線路中的電流愈小，因而可以減少輸電線路上的損耗，節(jié)約導(dǎo)電材料。電流愈小，因而可以減少輸電線路上的損耗，節(jié)約導(dǎo)電材料。 所以遠距離輸電采用高電壓是最為經(jīng)濟的。所以遠距離輸電采用高電壓是最為經(jīng)濟的。 目前，我

28、國交流輸電的電壓最高已達目前，我國交流輸電的電壓最高已達500kV。這樣高的。這樣高的電壓，無論從發(fā)電機的安全電壓，無論從發(fā)電機的安全運行方面或是從制造成本方面考運行方面或是從制造成本方面考慮，慮， 都不允許由發(fā)電機直接生產(chǎn)。都不允許由發(fā)電機直接生產(chǎn)。 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 發(fā)電機的輸出電壓一般有發(fā)電機的輸出電壓一般有3.15kV、6.3kV、10.5 kV、 15.75 kV等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠距離輸送。距離輸送。 電能輸送到用電區(qū)域后，為了適應(yīng)用電設(shè)備的電壓要求，電能輸送到用電區(qū)域后，

29、為了適應(yīng)用電設(shè)備的電壓要求， 還需通過各級變電站（所）利用變壓器將電壓降低為各類電還需通過各級變電站（所）利用變壓器將電壓降低為各類電器所需要的電壓值。器所需要的電壓值。 在用電方面，多數(shù)用電器所需電壓是在用電方面，多數(shù)用電器所需電壓是380V、220V或或36 V，少數(shù)電機也采用，少數(shù)電機也采用3kV、6kV等。等。 用于輸配電系統(tǒng)的用于輸配電系統(tǒng)的電力變壓器電力變壓器；用于工業(yè)動力系統(tǒng)中直；用于工業(yè)動力系統(tǒng)中直流拖動的專用流拖動的專用電源變壓器電源變壓器；用于電力系統(tǒng)或?qū)嶒炇业葓龊系?；用于電力系統(tǒng)或?qū)嶒炇业葓龊系恼{(diào)壓變壓器調(diào)壓變壓器；用于測量電壓、電流的；用于測量電壓、電流的電壓互感器、電

30、流互感電壓互感器、電流互感器器；用于潮濕環(huán)境或人體常常接觸場合的；用于潮濕環(huán)境或人體常常接觸場合的隔離變壓器隔離變壓器。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁電力變壓器電力變壓器組合式變壓器組合式變壓器歐式箱變壓器歐式箱變壓器礦用變壓器礦用變壓器控制變壓器控制變壓器下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁照相變壓器照相變壓器自耦變壓器自耦變壓器壓機專用變壓器壓機專用變壓器三相干式變壓器三相干式變壓器下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)一、變壓器的基本結(jié)構(gòu) 變壓器由套在一個閉合鐵心上的兩個或多個線圈（繞組）變壓器由

31、套在一個閉合鐵心上的兩個或多個線圈（繞組）構(gòu)成。構(gòu)成。鐵心鐵心和和線圈線圈是變壓器的基本組成部分。為了減少磁通是變壓器的基本組成部分。為了減少磁通變化時所引起的渦流損失，變壓器的鐵心要用厚度為變化時所引起的渦流損失，變壓器的鐵心要用厚度為0.350.5mm的硅鋼片疊成。片間用絕緣漆隔開。變壓器和電源相的硅鋼片疊成。片間用絕緣漆隔開。變壓器和電源相連的線圈稱為一次繞組（或原繞組連的線圈稱為一次繞組（或原繞組, 或初級繞組），和負載或初級繞組），和負載相連的線圈稱為二次繞組（或副繞組相連的線圈稱為二次繞組（或副繞組, 或次級繞或次級繞組）。繞組組）。繞組與繞組及繞組與鐵心之間都是互相絕緣的。與繞組

32、及繞組與鐵心之間都是互相絕緣的。 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁變壓器結(jié)構(gòu)示意圖接負載接電源原線圈副線圈閉合鐵芯下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 當變壓器的一次繞組當變壓器的一次繞組接上交流電壓接上交流電壓 時，一次繞組時，一次繞組中便中便有電流有電流 i1 1 通過通過。電流。電流 i1 在鐵心中在鐵心中產(chǎn)生閉合磁通產(chǎn)生閉合磁通 ，磁通磁通 隨隨 i1 的變化而變化，的變化而變化，從而在二次繞組中從而在二次繞組中產(chǎn)生感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。應(yīng)電動勢。 1U 如果二次繞組如果二次繞組接有負載接有負載，在二次繞組和負載組成回路中，在二次繞組和負載組

33、成回路中有負載電流產(chǎn)生。有負載電流產(chǎn)生。KNNfN44. 4fN44. 4EEUU21m2m12121（2 2）變壓器的變流比）變壓器的變流比 變壓器中一、二次繞組的電流變壓器中一、二次繞組的電流之比為之比為KNNII11221（1 1）變壓器的變壓比）變壓器的變壓比 變壓器中一、二次繞組的電壓變壓器中一、二次繞組的電壓之比為之比為下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁（3）變壓器的阻抗變換）變壓器的阻抗變換 在如圖在如圖所示電路中，負載阻抗所示電路中，負載阻抗 與變壓器二次繞組連接，與變壓器二次繞組連接， 虛虛線框內(nèi)部分線框內(nèi)部分 為折算到一次繞組的等效阻抗為折算到一次繞

34、組的等效阻抗 。LZZL21121122LZKZIUK1KIKUIUZ 這表明變壓器的這表明變壓器的副邊接上負載副邊接上負載 后后，對電源而言，對電源而言，相當相當于接上阻抗為于接上阻抗為 的負載。的負載。L2ZKLZ下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 例例6 61 1 有一臺電壓為有一臺電壓為220/36 220/36 的降壓變壓器，副邊接的降壓變壓器，副邊接一盞一盞36 36 的燈泡，試求：（的燈泡，試求：（1 1）若變壓器的原邊繞組）若變壓器的原邊繞組 匝，副邊繞組匝數(shù)應(yīng)是多少？（匝，副邊繞組匝數(shù)應(yīng)是多少？（2 2）燈泡點亮后，）燈泡點亮后，原、副邊的電流各為多少

35、？原、副邊的電流各為多少？VV,40W11001N解：（解：（1 1）由變壓比的公式，可以求出副邊的匝數(shù)為）由變壓比的公式，可以求出副邊的匝數(shù)為1801100220361122匝NUUN匝匝 （2 2）由有功功率公式）由有功功率公式 ，燈泡是純電阻，燈泡是純電阻負載，負載，coscos1 1，可求得副邊電流為，可求得副邊電流為cos222IUP A11. 1A3640222UPI0.18AA110018011. 11221NNII由變流公式，可求得原邊電流為由變流公式，可求得原邊電流為下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 例例6 62 2 在如圖所示的晶體管收音機輸出電路中，晶在如圖所