變壓器的工作原理

課題變壓器的工作原理課型新授授課日期授課時數總課時數教具使用教 學目 標掌握變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關系，能做相應的計算。教學重點和難點利用變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關系做相應的計算。變壓器的工作原理。學 情分 析變壓器的工作原理是個難點，須要復習電磁感應這部分知識，新知識。然后逐步導人板書設計一、 變壓器的工作變壓器是按電磁感應原變磁通，從而在原、副1.變換交流電壓」12.變換交流電流」」3.變換交流阻抗匕|=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，在鐵心中產生交線圈產生感應電動勢。U=N=KU2N2IN11=-2=—「2N]KNf|z|=K2|Z|1N) 2 2k2J寺性和電壓變化率生教 學后 記教學過程:導入新課復習回憶變壓器的知識點、講授新課教學過程:導入新課復習回憶變壓器的知識點、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原理工作的，原線圈接在交流電源上，在鐵心中產生交變磁通，從而在原、副線圈產生感應電動勢，如圖所示。變換交流電壓原線圈接上交流電壓，鐵心中產生的交變磁通同時通過原、副線圈，原、副線圈中交變的磁通可視為相同。設原線圈匝數為N1副線圈匝數為N2，磁通為①設原線圈匝數為N1副線圈匝數為N2，磁通為①感應電動勢為由此得Vi圖變壓器空載運行原理圖忽略線圈內阻得上式中K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。變換交流電流根據能量守恒定律，變壓器輸出功率與從電網中獲得功率相等，即P1=P2，由交流電功率的公式可得q"cos中jU2I2cos中2式中COSQ——原線圈電路的功率因數；cosg——副線圈電路的功率因數。V，g相差很小，可認為相等，因此得到U1I1=U2I2IN1

一=—2=一12 %K可見，變壓器工作時原、副線圈的電流跟線圈的匝數成反比。高壓線圈通過的電流小，用較細的導線繞制；低壓線圈通過的電流大，用較粗的導線繞制。這是在外觀上區(qū)別變壓器高、低壓饒組的方法。變換交流阻抗設變壓器初級輸入阻抗為|ZJ，次級負載阻抗為|Z2|，則|z1=U—I1將U1= U2，I]=—12代入，得2 1

IZJ=因為%=|z|因為I1212所以lZ所以lZJ=lZJ=K2|z2|可見，次級接上負載|Z21時，相當于電源接上阻抗為K2|Z2|的負載。變壓器的這種阻抗變換特性，在電子線路中常用來實現阻抗匹配和信號源內阻相等，使負載上獲得最大功率?！纠坑幸浑妷罕葹?20/110V的降壓變壓器，如果次級Ui'里接上55Q的電阻，求變壓器初級的輸入阻抗。解【例】有一電壓比為220/110V的降壓變壓器，如果次級Ui'里接上55Q的電阻，求變壓器初級的輸入阻抗。解1：次級電流,U110c杰I=與= =2A2|zj 55初級電流“NU220°人K=—i~1= =2AN2U2 110輸入阻抗:迪=220QI] 1解2：變壓比“N U 220°\o"CurrentDocument"K=—i~1= =2N2U2 110輸入阻抗 |zI』冬］jz|=K2|z|=4X55=220Q'頃2J2 2圖變壓器外特性曲線解:負載電阻r2=150Q，變壓器的輸入電阻R1=R0=600Q，則變比應為【例圖變壓器外特性曲線解:負載電阻r2=150Q，變壓器的輸入電阻R1=R0=600Q，則變比應為TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"了NR '600 -\o"CurrentDocument"K=—1牝、' =|, =2N2 槌2 150初、次級電流分別為M0.83X10-3A=0.83mA1R0+R1600+600I~—1-1=2x0.83=1.66mA2二、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變壓器的初級電壓q和負載的功率因數都一定時，次級電壓U2隨次級電流I2變化的關系，如圖11-5所示。由變壓器外特性曲線圖可見：I2=0時，U2=叮當負載為電阻性和電感性時，隨著I2的增大，U2逐漸下降。在相同的負載電流情況下，七的下降程度與功率因數cos中有關。當負載為電容性負載時，隨著功率因數cos中的降低，曲線上升。所以，在供電系統(tǒng)中，常常在電感性負載兩端并聯(lián)一定容量的電容器，以提高負載的功率因數COSR電壓的變化率電壓變化率是指變壓器空載時次級端電壓U