電工電子技術（第三版）課件：磁路與變壓器

磁路與變壓器【知識目標】1）了解磁場的基本知識及磁路歐姆定律；

2）掌握變壓器的工作原理、結構、分類及用途；

3）掌握變壓器的空載及短路試驗的原理及方法?！灸芰δ繕恕?)掌握變壓器的使用方法；

2)通過空載和短路實驗測定變壓器的變比，計算變壓器的各項參數(shù)?！舅刭|目標】

培養(yǎng)安全操作意識。

3.1磁路的基本知識

3.2變壓器

3.1

磁路的基本知識

1.磁場及磁場的基本物理量

（1）磁的基本知識：磁體與磁極、磁場與磁感應線（2）電流的磁場

1）直線電流的磁場

用右手握住通電導體，以拇指

指向表示電流方向，則彎曲四

指指向就是磁場方向。2）環(huán)形電流產生的磁場

用右手握住通電線圈，以彎曲

四指指向線圈電流方向，則拇

指指向就是磁場方向。

（3）磁場對通電直導體的作用左手定則

通電導體在磁場內的受力方向，可以用左手定則來判斷。將左手伸平，拇指與四指垂直，磁感應線穿過手心，四指指向電流方向，則拇指的指向就是通電導體的受力方向。

（4）感生電動勢的產生及方向

感生電動勢的產生及方向電流能夠產生磁場，一定條件下磁場也能產生電流。變動磁場在導體中可產生感應電動勢。直線導體中感應電動勢的方向，可用右手定則判斷。

平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓掌心正對磁場方向，用拇指指向表示導體運動方向，則其余四指的指向就是感應電動勢的方向（從低電位指向高電位）。

（5）磁場的基本物理量磁場的特性主要用磁感應強度、磁通、磁場強度、磁導率四個物理量來描述。

2.鐵磁性材料按磁滯性能可把鐵磁性物質分為三種類型：

（１）軟磁材料（２）永磁材料（３）矩磁材料

3.磁路及磁路歐姆定律（1）磁路：磁感應線集中通過的磁通路徑稱為磁路。（2）磁路歐姆定律磁路的歐姆定律與電路的歐姆定律相似：

3.2

變壓器變壓器是一種改變電壓高低的靜止電器，它可以把一種電壓的交流電能轉換成頻率相同的另一種電壓的交流電能，它還具有變換電流和變換阻抗的多種功能，是一種常見的電氣設備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應用廣泛。

1.變壓器的基本結構

(1)鐵心

鐵心是構成變壓器的磁路部分，既是磁通閉合路徑，又是繞組的支撐骨架。

(2)繞組繞組構成變壓器的電路部分，常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。與電源相連的繞組稱為一次繞組，另一個繞組接負載，稱為二次繞組。

(3)結構形式根據(jù)變壓器鐵心和繞組的配置情況，變壓器有心式和殼式兩種形式。

2.變壓器的工作原理及應用變壓器是利用電磁感應原理工作的，它可以根據(jù)需要將交流電壓升高或降低。在改變電壓的同時，頻率保持不變。

(1)變壓器的工作原理1）變壓原理

2）變流原理

即

3）阻抗變換原理

(2)變壓器的特性

1）變壓器的外特性2）電壓變化率

(3)變壓器的參數(shù)1）額定電壓和

2）額定電流和

3）額定容量

單相變壓器三相變壓器

2）變壓器的短路試驗短路試驗是為了測定短路電壓和短路損耗。(4)變壓器的試驗

1）變壓器的空載試驗空載試驗可以測定變壓器的變比

3.其他用途變壓器

(1)三相電力變壓器在電力系統(tǒng)中做輸、配電之用時，應用最廣的是心式變壓器。它是整個電力系統(tǒng)中容量最大、應用最多的電氣設備。

(2)小功率電源變壓器這是最常見的一種變壓器，也是比較容易損壞和經常需要修理或更換的變壓器。作為電器維修人員來講應會對這類小功率變壓器進行修理。

(3)自耦變壓器自耦變壓器是一、二次繞組共用同一繞組的變壓器，其結構特點是二次繞組是一次繞組的一部分。

(4)儀用互感器儀用互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類，它們的工作原理與雙繞組變壓器一樣，主要用于測量較大的交流電壓及交流電流。使用時必須注意安全及正確的使用方法。

1）電壓互感器

電壓互感器的一次側繞組匝數(shù)很多，并聯(lián)于待測電路兩端；二次側繞組匝數(shù)較少，與電壓表及電度表、功率表、繼電器的電壓線圈并聯(lián)，如圖所示。用于將高電壓變換成低電壓。使用時二次測繞組不允許短路。

使用時注意：①二次側不能短路，以防產生過電流；②鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側出現(xiàn)高電壓。

2）電流互感器

電流互感器實質上是一臺二次繞組在短路狀態(tài)下工作的雙繞組變壓器，它的一次繞組由一匝或幾匝截面較大的導線構成，將其串接在需要測量電流值的電路中。由于二次繞組的匝數(shù)較多，截面較小，它與阻抗很小的負載(電流表、瓦特表等的電流線圈)接成閉路，如圖所示。

使用時注意：①二次側不能開路，以防產生高電壓；②鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側出現(xiàn)過電壓。

(5)電焊變壓器電焊變壓器是交流