變壓器的工作原理

高郵市菱塘民族職業(yè)中學(xué)備課紙（首頁(yè)）課題變壓器的工作原理課型新授授課日期授課時(shí)數(shù)總課時(shí)數(shù)教具使用教 學(xué)目 標(biāo)掌握變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關(guān)系，能做相應(yīng)的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)利用變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關(guān)系做相應(yīng)的計(jì)算。變壓器的工作原理。學(xué) 情分 析變壓器的工作原理是個(gè)難點(diǎn)，須要復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)這部分知識(shí)，然后逐步導(dǎo)人新知識(shí)。板書設(shè)計(jì)一、變壓器的工作變壓器是按電磁感應(yīng)原變磁通，從而在原、副.變換交流電壓’1.變換交流電流二j.變換交流阻抗|Z1|=二、變壓器的外牛.變壓器的外特1.電壓的變化率變壓器的工作原理原理理工作的，原線圈接在交流電源上，在鐵心中產(chǎn)生交線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。U二N二KUNIN1十=-2=一「2 N1 K5]Z2I=K2Z2I12等性和電壓變化率生教 學(xué)后 記高郵市菱塘民族職業(yè)中學(xué)備課紙（續(xù)頁(yè)）教學(xué)過(guò)程:導(dǎo)入新課復(fù)習(xí)回憶變壓器的知識(shí)點(diǎn)講授新課變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理變壓器是按電磁感應(yīng)原理工作的，原線圈接在交流電源上，在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，從而在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖所示。.變換交流電壓原線圈接上交流電壓，鐵心中產(chǎn)生的交變磁通同時(shí)通過(guò)原、副線圈，原、副線圈中交變的磁通可視為相同。設(shè)原線圈匝數(shù)為N1副線圈匝數(shù)為設(shè)原線圈匝數(shù)為N1副線圈匝數(shù)為N2，磁通為①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為由此得圖變壓器空載運(yùn)行原理圖忽略線圈內(nèi)阻得高郵市菱塘民族職業(yè)中學(xué)備課紙（續(xù)頁(yè)）第2頁(yè)上式中K稱為變壓比。由此可見：變壓器原副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)比。如果N1<N2，K<1，電壓上升，稱為升壓變壓器。如果N1>N2，K>1，電壓下降，稱為降壓變壓器。.變換交流電流根據(jù)能量守恒定律，變壓器輸出功率與從電網(wǎng)中獲得功率相等，即、=P2，由交流電功率的公式可得URcosq=U2I2cos/式中COSQ——原線圈電路的功率因數(shù)；cosj——副線圈電路的功率因數(shù)。Q,Q相差很小，可認(rèn)為相等，因此得到U1I1=U2I2N1r=-2-=一N1K可見，變壓器工作時(shí)原、副線圈的電流跟線圈的匝數(shù)成反比。高壓線圈通過(guò)的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈通過(guò)的電流大，用較粗的導(dǎo)線繞制。這是在外觀上區(qū)別變壓器高、低壓饒組的方法。3.變換交流阻抗設(shè)變壓器初級(jí)輸入阻抗為|ZJ,次級(jí)負(fù)載阻抗為|Z2|,則高郵市菱塘民族職業(yè)中學(xué)備課紙（續(xù)頁(yè)）因?yàn)镴ZI因?yàn)镮212所以憶卜I所以憶卜IN2)憶2|=K2|Z21【例】有一電壓比為220/110V【例】有一電壓比為220/110V的降壓變壓器，如果次級(jí)解1：次級(jí)電流I=M=110-2A2ZJ 55可見，次級(jí)接上負(fù)載|Z2|時(shí)相當(dāng)于電源接上阻抗為K可見，次級(jí)接上負(fù)載|Z2|時(shí)換特性，在電子線路中常用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配和信號(hào)源內(nèi)阻相等，使負(fù)載上獲得最大功率。IY唐接上55Q的電阻，求變壓器初級(jí)的輸入阻抗。初級(jí)電流=-2初級(jí)電流=-2-=-=1A。NU220cAK=-1x-1= =2AN2U2 110

高郵市菱塘民族職業(yè)中學(xué)備課紙（續(xù)頁(yè)）輸入阻抗 Z|=-i=———=220Q1 11 1解2：變壓比 K=NxU=220=2N2 U21102輸入阻抗|z2|=K2|Z2|=4X55=220Q輸入阻抗【例】有一信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)為1V,內(nèi)阻為600Q,負(fù)載電阻為150Q。欲使負(fù)載獲得最大功率，必須在信號(hào)源和負(fù)載之間接一匹配變壓器，使變壓器的輸入電阻等于信號(hào)源的內(nèi)阻，如圖11-4所示。問：變壓器變壓比，初、次級(jí)電流各為多少？圖例圖圖變壓器外特性曲線圖例圖圖變壓器外特性曲線解:負(fù)載電阻R2=150。，變壓器的輸入電阻R,=Ro=600。，則變比應(yīng)為K=4=\箝翁2

2 2初、次級(jí)電流分別為I=-E-=——1——X0.83X10-3A=0.83mAR0+R 600+600IXNI=2X0.83=1.66mAN12高郵市菱塘民族職業(yè)中學(xué)備課紙(續(xù)頁(yè))第5頁(yè)二、變壓器的外特性和電壓變化率.變壓器的外特性變壓器外特性就是當(dāng)變壓器的初級(jí)電壓U和負(fù)載的功率因數(shù)都一定時(shí)，次級(jí)電壓U2隨次級(jí)電流I2變化的關(guān)系，如圖11-5所示。由變壓器外特性曲線圖可見：I2=0時(shí)，U2=U2No(2)當(dāng)負(fù)載為電阻性和電感性時(shí)，隨著I2的增大，^逐漸下降。在相同的負(fù)載電流情況下，U2的下降程度與功率因數(shù)cos中有關(guān)。(3)當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載時(shí)，隨著功率因數(shù)cos中的降低，曲線上升。所以，在供電系統(tǒng)中，常常在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)一定容量的電容器，以提高負(fù)載的功率因數(shù)COSR.電壓的變化率電壓變化率是指變壓器空載時(shí)次級(jí)端電壓U2N和