魯科版選修32 遠距離輸電 變壓器“十校聯(lián)賽”一等獎

談理想變壓器理想變壓器具備的條件：1．沒有漏磁，即通過原副線圈每匝的磁通量都一樣；2．兩繞組中沒有電阻，從而沒有銅損．即忽略繞組導線中的焦耳損耗；3．鐵芯中沒有鐵損，即忽略了鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗；4．原副線圈的感抗趨于無窮大，從而空載電流趨于零．滿足上述條件要求的變壓器是實際變壓器的抽象．它忽略了一切損耗，電能的轉(zhuǎn)換效率是100％．一、單相變壓器1．構(gòu)造：閉合鐵芯，原、副線圈（匝數(shù)分別為n1和n2）．2．原、副線圈套在同一鐵芯上，具有相同物理量：A、交流電頻率；B、磁通量變化率；C、交流電功率．3．a(chǎn)．原、副線圈均為一組：原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比，即：U1/U2=n1/n2．若n1＞n2則：U1＞U2為降壓變壓器．若n1＜n2，則：U1＜U2為升壓變壓器．原、副線圈電流之比等于匝數(shù)的反比．即：I1/I2=n2/n1．b．如副線圈為兩個以上繞組：公式：I1/I2=n2/n1是由理想變壓器變壓比和輸入功率與輸出功率相等導出的．即由U1/U2=n1/n2和I1U1=I2U2導出的．上面公式只適用于副線圈只有一個統(tǒng)組的情況．當副線圈有兩個以上繞組時．根據(jù)輸入功率和輸出功率相等．即：I1U1=I2U2＋I3U3＋……＋InUn．電壓之比仍等于匝數(shù)之比，即：U1/U2=n1/n2和U1/U3=n1/n3．顯然這時各繞組電流不再與匝數(shù)成反比，即：I1/I2≠n2/n1或I1/I3≠n3/n1．例1：一理想變壓器有三組線圈，如圖1所示．原線圈共有n0=400匝．兩副線圈匝數(shù)分別為n1=200匝、n2=100匝．正常工作時，兩副線圈中電流相應(yīng)分別為I1=，I2=．求原線圈中的電流．解：由功率關(guān)系：I0U0=I1U1+I2U2，和電壓關(guān)系：U1=n1/n0×U0及U2=n2/n0×U0可得：I0U0=I1U0×n1/n0+I2U0×n2/n0，所以：I0=（n1I1+n2I2）/n0=．二、三相變壓器1．構(gòu)造：閉合鐵芯、三組原線圈（每組匝數(shù)均為n1）、三組副線圈（每組匝數(shù)均為n2）．2．如圖2為一原、副線圈匝數(shù)比為n1/n2的三相變壓器示意圖．各相高壓繞組始端和末端分別為A，B、C和X、Y、Z．低壓繞組則用a、b、c和x、y、z表示．三相變壓器的高壓繞組可以接成星形．也可接成三角形．低壓繞組也可接成星形或三角形．因此有四種接法：①Y/△；②△/Y；③△/△；④Y/Y．其中分子表示高壓繞組的接法．分母表示低壓繞組的接法．對于三相變壓器，原副線圈相電壓之比與單相變壓器一樣．仍等于原、副線圈每一相的匝數(shù)之比．因此不論什么接法，下式U原相/U副相=n1/n2均成立．不同接法時．線電壓與相電壓關(guān)系不同，因而，原、副線圈線電壓之比值不同．3．①Y/△連接組將高壓繞組的X、Y、Z連在一起，A、B、C三個初端接入三相電路中，低壓繞組a接z，b接x，c接y．然后各引出一根線接負載，就構(gòu)成了Y/△接法，如圖3所示．但原、副繞組相電壓之比等于匝數(shù)之比．即：U相/U'相=n1/n2或一般降壓用輸電變壓器均采用Y/△接法．高壓繞組作Y接時相電壓②△/Y連接組將高壓繞組的A接Z；B接X；C接Y，各引出一根線接入三相電路中．低壓繞組x、y、z三端接在一起，用a、b、c三端的引出線接負載．就構(gòu)成△/Y接法．原、副線圈相電壓之比仍等于匝數(shù)比．即U相/U'相=n1/n2或③或④△/△或Y/Y連接組當原、副繞組均采用三角形接法或均采用星形接法時．仍有U原相/U副相=n1/n2．例2．如圖4是三相理想變壓器示意圖，原線圈和副線圈匝數(shù)比n1∶n2=30．今測得副線圈一邊a、b、c三端的任意兩端之間電壓為380伏．求：在原線圈一邊A、B、C三端的任意兩端之間電壓為多少伏．解：從變壓器示意圖知：原線圈采用三角形接法．副線圈采用星形=220V．由U原相/U副相=n1/n2知：U原相=U原線=U副相×n1/n2=30×220=6600伏．例3．如上題的變壓器原線圈采用星形接法，接在6600V三相交流電源上．副線圈采用三角形