磁路與鐵心線(xiàn)圈電路修改

會(huì)計(jì)學(xué)1磁路與鐵心線(xiàn)圈電路修改2.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性和繞組的同極性端，理解變壓器額定值的意義；3.掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用；4.了解三相電壓的變換方法；第6章磁路與鐵心線(xiàn)圈電路本章要求：5.了解電磁鐵的基本工作原理及其應(yīng)用知識(shí)。1.理解磁場(chǎng)的基本物理量的意義，了解磁性材料的基本知識(shí)及磁路的基本定律，會(huì)分析計(jì)算交流鐵心線(xiàn)圈電路；第1頁(yè)/共71頁(yè)在很多電工設(shè)備（像變壓器、電機(jī)、電磁鐵電工測(cè)量?jī)x器等）中，不僅有電路的問(wèn)題，同時(shí)還有磁路的問(wèn)題。只有同時(shí)掌握了電路和磁路的基本理論，才能對(duì)以上電工設(shè)備進(jìn)行全面分析。本章結(jié)合磁路和鐵心線(xiàn)圈電路的分析，討論變壓器和電磁鐵的工作原理，作為應(yīng)用實(shí)例。磁路和電路往往是相關(guān)的，因此在這里要研究磁路和電路的關(guān)系以及磁和電的關(guān)系。在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導(dǎo)率比周?chē)諝饣蚱渌镔|(zhì)的磁導(dǎo)率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過(guò)鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑稱(chēng)為磁路。第2頁(yè)/共71頁(yè)直流電機(jī)的磁路交流接觸器的磁路_+NSNSIf四極直流電機(jī)和交流接觸器的磁路6.1磁路及其分析方法第3頁(yè)/共71頁(yè)6.1.1

磁場(chǎng)的基本物理量1.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B:

表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小:磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向:

與電流的方向之間符合右手螺旋定則。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位:特斯拉(T)，1T=1Wb/m2

均勻磁場(chǎng):各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的

磁場(chǎng)，也稱(chēng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。第4頁(yè)/共71頁(yè)2.磁通磁通：穿過(guò)垂直于B方向的面積S中的磁力線(xiàn)總數(shù)。

說(shuō)明:

如果不是均勻磁場(chǎng)，則取B的平均值。在均勻磁場(chǎng)中=BS或

B=/S

磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上可以看成為與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積所通過(guò)的磁通,故又稱(chēng)磁通密度。磁通的單位:韋[伯](Wb)3.磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H

：是計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)所引用的一個(gè)物理量，也是矢量，通過(guò)它來(lái)確定磁場(chǎng)與電流之間的關(guān)系。磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位：安培/米（A/m)第5頁(yè)/共71頁(yè)任意選定一個(gè)閉合回線(xiàn)的圍繞方向，凡是電流方向與閉合回線(xiàn)圍繞方向之間符合右螺旋定則的電流作為正、反之為負(fù)。

式中：是磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量沿任意閉合線(xiàn)(常取磁通作為閉合回線(xiàn))的線(xiàn)積分；I

是穿過(guò)閉合回線(xiàn)所圍面積的電流的代數(shù)和。安培環(huán)路定律電流正負(fù)的規(guī)定：即：安培環(huán)路定律（全電流定律）I1HI2所以安培環(huán)路定律將電流與磁場(chǎng)強(qiáng)度聯(lián)系起來(lái)。

在均勻磁場(chǎng)中

Hl=IN第6頁(yè)/共71頁(yè)由實(shí)驗(yàn)可測(cè)得：真空的磁導(dǎo)率為：4.磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率：表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性的物理量，衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁能力。它與磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積就等于磁感應(yīng)強(qiáng)度，即：磁導(dǎo)率的單位：亨/米（H/m）因?yàn)樗且粋€(gè)常數(shù)，將其它物質(zhì)的磁導(dǎo)率和它比較是很方便的。第7頁(yè)/共71頁(yè)4.磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率

r：

任一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率和真空的磁導(dǎo)率0的比值。也即當(dāng)磁場(chǎng)媒質(zhì)是某種物質(zhì)時(shí)某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與在同樣電流下真空時(shí)該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0之比的倍數(shù)。自然界的所有物質(zhì)按磁導(dǎo)率的大小，大體上可分為磁性材料和非磁性材料。第8頁(yè)/共71頁(yè)6.1.2

磁性材料的磁性能1.高導(dǎo)磁性磁性材料的磁導(dǎo)率通常都很高，即r1(如坡莫合金，其r可達(dá)2105)

。磁性材料能被強(qiáng)烈的磁化，具有很高的導(dǎo)磁性能。磁性材料主要指鐵、鎳、鈷及其合金等。磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線(xiàn)圈中都放有鐵心。在這種具有鐵心的線(xiàn)圈中通入不太大的勵(lì)磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強(qiáng)度。第9頁(yè)/共71頁(yè)磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無(wú)限的增強(qiáng)。2.磁飽和性BJ

磁場(chǎng)內(nèi)磁性物質(zhì)的磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線(xiàn)；B0

磁場(chǎng)內(nèi)不存在磁性物質(zhì)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度直線(xiàn)；B

BJ曲線(xiàn)和B0直線(xiàn)的縱坐標(biāo)相加即磁場(chǎng)的B-H磁化曲線(xiàn)。OHBB0BJB?a?b磁化曲線(xiàn)磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無(wú)限的增強(qiáng)。當(dāng)外磁場(chǎng)增大到一定程度時(shí)，磁性物質(zhì)的全部磁疇的磁場(chǎng)方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場(chǎng)方向一致，磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將趨向某一定值。如圖。第10頁(yè)/共71頁(yè)

B-H

磁化曲線(xiàn)的特征：

Oa段：B與H幾乎成正比地增加；

ab段：B的增加緩慢下來(lái)；

b點(diǎn)以后：B增加很少，達(dá)到飽和。OHBB0BJB?a?b

有磁性物質(zhì)存在時(shí)，B與H不成正比，磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，隨H而變。

有磁性物質(zhì)存在時(shí)，與I不成正比。

磁性物質(zhì)的磁化曲線(xiàn)在磁路計(jì)算上極為重要，其為非線(xiàn)性曲線(xiàn)，實(shí)際中通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出。

OHB,B磁化曲線(xiàn)B和與H的關(guān)系第11頁(yè)/共71頁(yè)3.磁滯性磁性材料在交變磁場(chǎng)中反復(fù)磁化，其B-H關(guān)系曲線(xiàn)是一條回形閉合曲線(xiàn)，稱(chēng)為磁滯回線(xiàn)。磁滯性：磁性材料中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化總是滯后于外磁場(chǎng)變化的性質(zhì)。磁滯回線(xiàn)OHB????BrHc剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br(剩磁)：

當(dāng)線(xiàn)圈中電流減小到零(H=0)時(shí)，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。例如:永久磁鐵的磁性就是由剩磁產(chǎn)生的；自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的磁極，為了使電壓能建立，也必須具有剩磁。

第12頁(yè)/共71頁(yè)3.磁滯性但剩磁也存在著有害的一面，例如，當(dāng)工件在平面磨床上加工完畢后，由于電磁吸盤(pán)有剩磁，還將工件吸住。為此要通入反向去磁電流，去掉剩磁，才能取下工件。矯頑磁力Hc：

使B=0所需的H值。磁性物質(zhì)不同，其磁滯回線(xiàn)和磁化曲線(xiàn)也不同。第13頁(yè)/共71頁(yè)幾種常見(jiàn)磁性物質(zhì)的磁化曲線(xiàn)a鑄鐵b鑄鋼c硅鋼片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0103H/(A/m)H/(A/m)12345678910103B/T1.81.61.41.21.00.80.60.40.2ababcc第14頁(yè)/共71頁(yè)按磁性物質(zhì)的磁性能，磁性材料分為三種類(lèi)型：(1)軟磁材料具有較小的矯頑磁力，磁滯回線(xiàn)較窄。一般用來(lái)制造電機(jī)、電器及變壓器等的鐵心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金即鐵氧體等。(2)永磁材料具有較大的矯頑磁力，磁滯回線(xiàn)較寬。一般用來(lái)制造永久磁鐵。常用的有碳鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。(3)矩磁材料具有較小的矯頑磁力和較大的剩磁，磁滯回線(xiàn)接近矩形，穩(wěn)定性良好。在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中用作記憶元件、開(kāi)關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂錳鐵氧體等。第15頁(yè)/共71頁(yè)6.1.3磁路的分析方法磁路的歐姆定律是分析磁路的基本定律環(huán)形線(xiàn)圈如圖，其中媒質(zhì)是均勻的，磁導(dǎo)率為，試計(jì)算線(xiàn)圈內(nèi)部的磁通。解：根據(jù)安培環(huán)路定律，有設(shè)磁路的平均長(zhǎng)度為l，則有1.引例SxHxIN匝第16頁(yè)/共71頁(yè)式中：F=NI為磁通勢(shì)，由其產(chǎn)生磁通；

Rm稱(chēng)為磁阻，表示磁路對(duì)磁通的阻礙作用；

l為磁路的平均長(zhǎng)度；

S為磁路的截面積。2.磁路的歐姆定律若某磁路的磁通為，磁通勢(shì)為F，磁阻為Rm，則即有：此即磁路的歐姆定律。第17頁(yè)/共71頁(yè)3.磁路與電路的比較磁路磁通勢(shì)F磁通磁阻電路電動(dòng)勢(shì)E電流密度J電阻磁感應(yīng)強(qiáng)度B電流INI+_EIR第18頁(yè)/共71頁(yè)4.磁路分析的特點(diǎn)(1)在處理電路時(shí)不涉及電場(chǎng)問(wèn)題，在處理磁路時(shí)離不開(kāi)磁場(chǎng)的概念；例如在討論電機(jī)時(shí)，常常要分析電機(jī)磁路的氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布情況。(2)在處理電路時(shí)一般可以不考慮漏電流，在處理磁路時(shí)一般都要考慮漏磁通；(3)磁路歐姆定律和電路歐姆定律只是在形式上相似。由于不是常數(shù)，其隨勵(lì)磁電流而變，磁路歐姆定律不能直接用來(lái)計(jì)算，只能用于定性分析；(4)在電路中，當(dāng)E=0時(shí)，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，當(dāng)F=0時(shí)，不為零；第19頁(yè)/共71頁(yè)5.磁路的分析計(jì)算主要任務(wù):預(yù)先選定磁性材料中的磁通(或磁感應(yīng)強(qiáng)度)，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料,求產(chǎn)生預(yù)定的磁通所需要的磁通勢(shì)F=NI，確定線(xiàn)圈匝數(shù)和勵(lì)磁電流?；竟?設(shè)磁路由不同材料或不同長(zhǎng)度和截面積的n段組成，則基本公式為：即稱(chēng)為磁路個(gè)段的磁壓降第20頁(yè)/共71頁(yè)基本步驟:（由磁通求磁通勢(shì)F=NI

）(1)求各段磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi各段磁路截面積不同，通過(guò)同一磁通，故有：(2)求各段磁場(chǎng)強(qiáng)度Hi根據(jù)各段磁路材料的磁化曲線(xiàn)Bi=f(Hi),求B1，

B2，……相對(duì)應(yīng)的H1，H2，……。(3)計(jì)算各段磁路的磁壓降（Hi

li）(4)根據(jù)下式求出磁通勢(shì)（NI）第21頁(yè)/共71頁(yè)例1:一個(gè)具有閉合的均勻的鐵心線(xiàn)圈，其匝數(shù)為300，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9T，磁路的平均長(zhǎng)度為45cm，試求：(1)鐵心材料為鑄鐵時(shí)線(xiàn)圈中的電流;(2)鐵心材料為硅鋼片時(shí)線(xiàn)圈中的電流。解：（1）查鑄鐵材料的磁化曲線(xiàn)，當(dāng)B=0.9T時(shí)，(2)查硅鋼片材料的磁化曲線(xiàn)，當(dāng)B=0.9T時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度H=9000A/m，則磁場(chǎng)強(qiáng)度H=260A/m，則結(jié)論：如果要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可以降低線(xiàn)圈電流，減少用銅量。第22頁(yè)/共71頁(yè)如線(xiàn)圈中通有同樣大小的電流0.39A，則鐵心中的磁場(chǎng)強(qiáng)度是相等的，都是260A/m。查磁化曲線(xiàn)可得，在例1(1)，(2)兩種情況下，如線(xiàn)圈中通有同樣大小的電流0.39A，要得到相同的磁通，鑄鐵材料鐵心的截面積和硅鋼片材料鐵心的截面積，哪一個(gè)比較??？【分析】

B硅鋼是B鑄鐵的17倍。因=BS，如要得到相同的磁通，則鑄鐵鐵心的截面積必須是硅鋼片鐵心的截面積的17倍。B鑄鐵=0.05T、B硅鋼=0.9T,結(jié)論：如果線(xiàn)圈中通有同樣大小的勵(lì)磁電流，要得到相等的磁通，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可使鐵心的用鐵量大為降低。第23頁(yè)/共71頁(yè)查鑄鋼的磁化曲線(xiàn)，B=0.9T時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度H1=500A/m例2:

有一環(huán)形鐵心線(xiàn)圈，其內(nèi)徑為10cm，外徑為5cm，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其長(zhǎng)度等于0.2cm。設(shè)線(xiàn)圈中通有1A的電流，如要得到0.9T的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線(xiàn)圈匝數(shù)。解:空氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度鑄鋼鐵心的磁場(chǎng)強(qiáng)度，鐵心的平均長(zhǎng)度磁路的平均總長(zhǎng)度為對(duì)各段有總磁通勢(shì)為

線(xiàn)圈匝數(shù)為磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，磁通勢(shì)幾乎都降在空氣隙上面。結(jié)論：當(dāng)磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，必須增大勵(lì)磁電流（設(shè)線(xiàn)圈匝數(shù)一定）。第24頁(yè)/共71頁(yè)通過(guò)上述例題，可以得出如下結(jié)論：

(1)如果要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，采用高磁導(dǎo)率的鐵心材料，可使線(xiàn)圈的用銅量大大降低。

(2)如果線(xiàn)圈中同有同樣大小的勵(lì)磁電流，要得到相等的磁通，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可使鐵心的用鐵量大大降低。

(3)當(dāng)磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，必須增大勵(lì)磁電流（線(xiàn)圈匝數(shù)一定時(shí)）。第25頁(yè)/共71頁(yè)6.2

交流鐵心線(xiàn)圈電路6.2.1電磁關(guān)系–+e–+e+–uNi（磁通勢(shì)）主磁通：通過(guò)鐵心閉合的磁通。漏磁通：經(jīng)過(guò)空氣或其它非導(dǎo)磁媒質(zhì)閉合的磁通。線(xiàn)圈鐵心i，鐵心線(xiàn)圈的漏磁電感與i不是線(xiàn)性關(guān)系。第26頁(yè)/共71頁(yè)6.2.2電壓電流關(guān)系根據(jù)KVL:+––+–+eeuNi式中：R是線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)的電阻L是漏磁電感

當(dāng)u是正弦電壓時(shí)，其它各電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)可視作正弦量，則電壓、電流關(guān)系的相量式為：第27頁(yè)/共71頁(yè)設(shè)主磁通則有效值

由于線(xiàn)圈電阻R和感抗X（或漏磁通）較小，其電壓降也較小，與主磁電動(dòng)勢(shì)E相比可忽略，故有式中：Bm是鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，單位[T]；

S是鐵心截面積，單位[m2]。第28頁(yè)/共71頁(yè)6.2.3功率損耗交流鐵心線(xiàn)圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。1.銅損(Pcu)在交流鐵心線(xiàn)圈中,線(xiàn)圈電阻R上的功率損耗稱(chēng)銅損，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是線(xiàn)圈的電阻；I是線(xiàn)圈中電流的有效值。2.鐵損(PFe)在交流鐵心線(xiàn)圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱(chēng)鐵損，用PFe

表示。它與鐵心內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值Bm的平方成正比。鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。+–ui第29頁(yè)/共71頁(yè)（1）磁滯損耗（Ph）由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱(chēng)為磁滯損耗(Ph

)

。磁滯損耗的大?。?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的磁滯損耗正比與磁滯回線(xiàn)的面積和磁場(chǎng)交變的頻率f。OHB

磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少磁滯損耗的措施：選用磁滯回線(xiàn)狹小的磁性材料制作鐵心。變壓器和電機(jī)中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)選擇值以減小鐵心飽和程度。第30頁(yè)/共71頁(yè)(2)渦流損耗（Pe）渦流損耗:由渦流所產(chǎn)生的功率損耗。

渦流：交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，稱(chēng)為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流。渦流損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少渦流損耗措施：提高鐵心的電阻率（通常由于硅鋼片）。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。鐵心線(xiàn)圈交流電路的有功功率為：第31頁(yè)/共71頁(yè)例3:

有一交流鐵心線(xiàn)圈，電源電壓U=220V電路中電流I=4A，功率表讀數(shù)P=100W，頻率f=50Hz，漏磁通和線(xiàn)圈電阻上的電壓降可忽略不計(jì)，試求:(1)鐵心線(xiàn)圈的功率因數(shù)；（2）鐵心線(xiàn)圈的等效電阻和感抗。解:(1)(2)鐵心線(xiàn)圈的等效阻抗模為等效電阻為等效感抗為第32頁(yè)/共71頁(yè)例4:

要繞制一個(gè)鐵心線(xiàn)圈，已知電源電壓U=220V，頻率f=50Hz，今量得鐵心截面為30.2cm2,鐵心由硅鋼片疊成，設(shè)疊片間隙系數(shù)為0.91(一般取0.9~0.93)。（1）如取Bm=1.2T，問(wèn)線(xiàn)圈匝數(shù)應(yīng)為多少?(2)如磁路平均長(zhǎng)度為60cm,問(wèn)勵(lì)磁電流應(yīng)多大?鐵心的有效面積為(1)線(xiàn)圈匝數(shù)為(2)查磁化曲線(xiàn)圖，Bｍ=1.2T時(shí),Ｈｍ=700Ａ／ｍ，則解:第33頁(yè)/共71頁(yè)變壓器功能：變電壓：電力系統(tǒng)變阻抗：電子電路中的阻抗匹配（如喇叭的輸出變壓器）

變電流：電流互感器

§6.2變壓器的工作原理第34頁(yè)/共71頁(yè)

發(fā)電廠(chǎng)1.05萬(wàn)伏輸電線(xiàn)22萬(wàn)伏升壓變電站1萬(wàn)伏降壓

變壓器應(yīng)用舉例…降壓實(shí)驗(yàn)室380/220伏降壓儀器36伏降壓第35頁(yè)/共71頁(yè)單相變壓器鐵芯原邊繞組副邊繞組一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)第36頁(yè)/共71頁(yè)變壓器符號(hào)：工作過(guò)程：第37頁(yè)/共71頁(yè)第38頁(yè)/共71頁(yè)1.空載運(yùn)行

原邊接入電源，副邊開(kāi)路。接上交流電源

原邊電流i1等于勵(lì)磁電流i10

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、變壓器的工作原理

i10

產(chǎn)生磁通（交變）（

方向符合右手定則）第39頁(yè)/共71頁(yè)結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。K為變比原、副邊電壓關(guān)系根據(jù)交流磁路的分析可得：時(shí)

（變電壓）第40頁(yè)/共71頁(yè)2.負(fù)載運(yùn)行Z

副邊帶負(fù)載后對(duì)磁路的影響：在副邊感應(yīng)電壓的作用下，副邊線(xiàn)圈中有了電流i2

。此電流在磁路中也會(huì)產(chǎn)生磁通，從而影響原邊電流i1。但當(dāng)外加電壓、頻率不變時(shí)，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負(fù)載時(shí)基本不變

。帶負(fù)載后磁動(dòng)勢(shì)的平衡關(guān)系為：第41頁(yè)/共71頁(yè)結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比

由于變壓器鐵芯材料的導(dǎo)磁率高、空載勵(lì)磁電流很小，可忽略。即：原、副邊電流關(guān)系

（變電流）第42頁(yè)/共71頁(yè)

（變阻抗）原、副邊阻抗關(guān)系從原邊等效：結(jié)論：變壓器原邊的等效負(fù)載，為副邊所帶負(fù)載乘以變比的平方。第43頁(yè)/共71頁(yè)阻抗變換舉例：揚(yáng)聲器上如何得到最大輸出功率。RsRL信號(hào)源設(shè)：信號(hào)電壓的有效值:U1=50V;信號(hào)內(nèi)阻：Rs=100;負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻：RL=8。求：負(fù)載上得到的功率解：（1）將負(fù)載直接接到信號(hào)源上，得到的輸出功率為：第44頁(yè)/共71頁(yè)Rs（2）將負(fù)載通過(guò)變壓器接到信號(hào)源上。輸出功率為：設(shè)變比則：結(jié)論：由此例可見(jiàn)加入變壓器以后，輸出功率提高了很多。原因是滿(mǎn)足了電路中獲得最大輸出的條件（信號(hào)源內(nèi)、外阻抗差不多相等）。第45頁(yè)/共71頁(yè)

額定電壓

變壓器副邊開(kāi)路（空載）時(shí)，原、副邊繞組允許的電壓值。額定電流

變壓器滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，原、副邊繞組允許的電流值。

額定容量

傳送功率的最大能力。（理想）6.3.1變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例）

§6.3變壓器的使用第46頁(yè)/共71頁(yè)容量SN

輸出功率P2

原邊輸入功率P1

輸出功率P2注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系效率變壓器功率因數(shù)容量：原邊輸入功率：輸出功率：第47頁(yè)/共71頁(yè)6.3.2變壓器的效率()為防止渦流損失，鐵芯一般由一片片導(dǎo)磁材料疊合而成。變壓器的損耗包括兩部分：銅損(PCU)：繞組導(dǎo)線(xiàn)電阻所致。磁滯損失：磁滯現(xiàn)象引起鐵芯發(fā)熱，造成的損失。渦流損失：交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生的感應(yīng)電流（渦流），造成的損失。鐵損()：PFE第48頁(yè)/共71頁(yè)6.3.3變壓器的外特性副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。即：U2I2U20U20：原邊加額定電壓、副邊開(kāi)路時(shí)，副邊的輸出電壓。一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2

變化不多）第49頁(yè)/共71頁(yè)

當(dāng)電流流入兩個(gè)線(xiàn)圈(或流出）時(shí)，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個(gè)流入端稱(chēng)為同極性端（同名端）?；蛘哒f(shuō)，當(dāng)鐵芯中磁通變化（增大或減?。r(shí)，在兩線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相同的兩端為同極性端。同極性端(同名端)AXax**6.3.4變壓器繞組極性及連接方法AXax**第50頁(yè)/共71頁(yè)電器使用時(shí)兩種電壓（220V/110V）的切換：220V：聯(lián)結(jié)2－3110V：聯(lián)結(jié)1－3，2－4線(xiàn)圈的接法1324**第51頁(yè)/共71頁(yè)220V：聯(lián)結(jié)2－3勵(lì)磁兩種接法下線(xiàn)圈工作情況的分析**1324第52頁(yè)/共71頁(yè)110V：聯(lián)結(jié)1－3，2－41,32,4220V：聯(lián)結(jié)2－31324**說(shuō)明：兩種接法下不變，所以鐵芯磁路的設(shè)計(jì)相同勵(lì)磁'第53頁(yè)/共71頁(yè)問(wèn)題1：在110V

情況下，如果只用一個(gè)繞組（N），行不行？答：不行（兩繞組必須并繞）原邊有兩個(gè)相同繞組的電源變壓器（220/110），使用中應(yīng)注意的問(wèn)題：**13241,32,4N若兩種接法鐵芯中的磁通相等，則：第54頁(yè)/共71頁(yè)問(wèn)題2：如果兩繞組的極性端接錯(cuò)，結(jié)果如何？結(jié)論：在極性不明確時(shí)，一定要先測(cè)定極性再通電。答：有可能燒毀變壓器兩個(gè)線(xiàn)圈中的磁通抵消燒毀感應(yīng)電勢(shì)電流

很大原因：**1324’第55頁(yè)/共71頁(yè)方法一：交流法AXax同極性端的測(cè)定方法若說(shuō)明A

與a

或X

與x

為同極性端。把兩個(gè)線(xiàn)圈的任意兩端(X-x)連接,然后在AX

上加一小電壓u

。測(cè)量：

若說(shuō)明A

與x或X與a是同極性端；結(jié)論：第56頁(yè)/共71頁(yè)方法二：直流法mA表+_AXaxK+-**AXax+_K設(shè)K閉合時(shí)增加。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，阻止的增加。如果當(dāng)

K

閉合時(shí)，mA表正偏，則A－a

為同極性端;如果當(dāng)K

閉合時(shí)，mA表反偏，則A－x

為同極性端結(jié)論：第57頁(yè)/共71頁(yè)

變壓器設(shè)計(jì)中的一些概念(1)一定額定容量定鐵芯窗口定導(dǎo)線(xiàn)直徑定定則（銅多、鐵少）則（銅少、鐵多）(,一定時(shí),)第58頁(yè)/共71頁(yè)在同樣變比情況下，匝數(shù)多好，還是少好？（省銅）（費(fèi)鐵）截面積A

變壓器設(shè)計(jì)中的一些概念(2)第59頁(yè)/共71頁(yè)6.4.1自耦變壓器ABP§6.4特殊變壓器簡(jiǎn)介

使用時(shí)，改變滑動(dòng)端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：原、副邊千萬(wàn)不能對(duì)調(diào)使用，以防變壓器損壞。因?yàn)镹變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)迅速增加。第60頁(yè)/共71頁(yè)6.4.2電壓互感器用低量程的電壓表測(cè)高電壓1.副邊不能短路，以防產(chǎn)生過(guò)流；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損時(shí)，在副邊出現(xiàn)高壓。使用注意：VR

N1（匝數(shù)多）保險(xiǎn)絲

N2（匝數(shù)少）~u（被測(cè)電壓）電壓表被測(cè)電壓=電壓表讀數(shù)N1/N2第61頁(yè)/共71頁(yè)6.4.3電流互感器用低量程的電流表測(cè)大電流（被測(cè)電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2電流表被測(cè)電流=電流表讀數(shù)N2/N11.副邊不能開(kāi)路，以防產(chǎn)生高電壓；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在副邊出現(xiàn)過(guò)壓。使用注意事項(xiàng)：第62頁(yè)/共71頁(yè)6.4

電磁鐵1.概述電磁鐵是利用通電的鐵心線(xiàn)圈吸引銜鐵或保持某種機(jī)械零件、工件于固定位置的一種電器。當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)電磁鐵的磁性消失，銜鐵或其它零件即被釋放。電磁鐵銜鐵的動(dòng)作可使其它機(jī)械裝置發(fā)生聯(lián)動(dòng)。根據(jù)使用電源類(lèi)型分為：直流電磁鐵：用直流電源勵(lì)磁；交流電磁鐵：用交流電源勵(lì)磁。第63頁(yè)/共71頁(yè)2.基本結(jié)構(gòu)電磁鐵由線(xiàn)圈、鐵心及銜鐵三部分組成，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)如圖所示。鐵心銜鐵銜鐵有時(shí)是機(jī)械零件、工件充當(dāng)銜鐵FFFF線(xiàn)圈