(
课件网) §7.3-1 变压器的结构和原理 高压输电线 霓虹灯管 LED节能灯 数控铣床 苹果充电器 同学们以上各装置的工作电压是多少? 200kV 1kV 220V 5V 380V 以上数值是交流电的有效值还是峰值? 有效值 一、 变压器 小型变压器:可调范围0-380V 电力变压器:高压电转市电 改变交流电压的装置———变压器 一、 变压器 变压器的基本构造 一、 变压器 输入交流电源的一端: 可拆解的变压器 U2 R n1 n2 示意图 副线圈 原线圈 U1 n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 原线圈n1 ( 初级线圈 ) 输出交流电源的一端: 副线圈n2 ( 次级线圈 ) 输入电压U1 输出电压U2 接用电器(负载) 电路符号 一、 变压器 U2 R n1 n2 U1 AB线圈相互独立,但是通过改变A线圈中的电流,产生变化的原磁场,使B线圈产生电磁感应现象 变压器原、副线圈不在一个回路中,是如何传递能量的 若给原线圈接直流电,副线圈还能否产生电压? 没有变化的磁通量ΔΦ 没有电磁感应现象 相邻线圈的电磁感应现象称之为 互感现象 B原 变化 产生B感 一、 变压器 U2 R n1 n2 U1 一定要有铁芯,副线圈才能产生电动势?铁芯起着怎样的作用? U2 R n1 n2 U1 铁芯可以约束磁感线,绝大部分磁感线集中在铁芯内部,大大提高了变压器的效率 大部分磁感线都被浪费了,效率不高 需要修改 一、 变压器 交变流电 U2 R n1 n2 U1 原线圈 交变磁场 交变流电 交变磁场 副线圈 互感 变压器在运行时,哪些地方有能量损耗呢? 在能量的转化和传递过程中, 必然会存在能量的损耗。 磁损: 铁损: 铜损: 能量损耗 线圈电阻发热 涡流现象发热 漏磁损失能量 锻造特殊的结构减少涡流 主要损耗 二、 理想变压器 实际变压器(特别是大型变压器)的效率都是比较高的,特别是电力设备中的巨大变压器,在满负荷工作时效率可以达到97%~99%,所以理论研究时我们把它当成100%是没有问题的。 理想变压器 无铜损 无铁损 无磁损 变压器自身的能量损耗不计,原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。 P入 = P出 能量守恒定律 三、 理想变压器的规律 U2 R n1 n2 U1 由法拉第电磁感应定律,得: 这里的E1和E2指的是原副线圈的交变电动势的有效值 不考虑原副线圈的电阻的理想变压器原、副线圈的电压: 变压器只改变交流的电压,不改变周期和频率,若表示为交变电流的瞬时值表达式: 三、 理想变压器的规律 实验方法: 实验数据: 实验结论: 在误差范围内,原、副线圈的电压之比,等于两个线圈的匝数之比 控制变量法 三、 理想变压器的规律 设穿过原线圈磁通量为Φ1,穿过副线圈磁通量为Φ2。 Φ1=Φ2 理想变压器,不考虑原副线圈的内阻,则: U1=E1 U2=E2 ΔΦ1=ΔΦ2 三、 理想变压器的规律 不同的变压需要 1、当n2 >n1 时,U2>U1 3、当n2