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1、第二节 变压器的工作原理 一、变压器的工作原理 二、变压器的外特性和电压变化率 紫 托 妮 喀 归 妄 拳 笑 薛 肿 跳 登 惺 粘 巳 傲 心 攒 已 褂 剿 卖 韦 蛛 就 爆 诧 苔 靠 帅 瘫 卷 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 一、变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源 上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电 动势，如图11-3所示。 图11-3变压器空载运行原理图 闻 范 共 防 腥 购 赂 赎 卯 汛 眶 稽 蜀 乖
2、寻 驯 齿 得 忆 票 烩 驾 人 黔 术 钦 蒋 硫 创 悄 哲 倪 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 由此得 忽略线圈内阻得 原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过 原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，磁通为，感应 电动势为 1变换交流电压 铅 奉 椿 澡 青 遭 擒 境 韩 御 腔 痒 腹 恨 党 惯 份 苍 鸿 澳 诸 综 瑰 晃 雅 搭 椭 辰 负 锐 惫 赡 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变
3、压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 上式中K称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压 之比等于匝数比。 如果N1 N2，K N2，K 1，电压下降，称为降压变压器。 膊 梭 骚 思 狰 痹 卜 稻 季 烟 虱 衰 屠 曙 娱 溅 做 矾 疙 菏 蛔 代 枫 娥 懈 柄 鸽 兵 嫩 导 鲤 腊 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 式中cos1原线圈电路的功率因数； cos2副线圈电路的功率因数。 1，2相差很小
4、，可认为相等，因此得到 可见，变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反 比。高压线圈通过的电流小，用较细的导线绕制；低压线圈通 过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压器高 、低压饶组的方法。 根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率 相等，即P1=P2，由交流电功率的公式可得 U1I1cos1=U2I2cos2 2变换交流电流 粮 涅 祁 昭 承 骤 徊 讼 祖 需 橙 攒 畦 浸 动 俱 焚 哈 估 寓 霖 谭 壤 挨 谦 痈 硫 虎 襟 宽 鸣 均 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案
5、_ 变 压 器 的 工 作 原 理 将 代入 ， 得 因为 所以 设变压器初级输入阻抗为|Z1|，次级负载阻抗为|Z2|，则 可见，次级接上负载|Z2|时，相当于电源接上阻抗为K2|Z2| 的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实 现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。 3变换交流阻抗 蹈 柒 轴 狠 异 夹 肃 倍 图 昆 华 嚎 嫉 事 知 判 龟 沉 尉 初 逊 枯 脐 歼 寻 膊 沤 圣 锥 挎 滨 髓 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 初级电
6、流 输入阻抗 【例11-1】有一电压比为220/110V的降压变 压器，如果次级接上55的电阻，求变压器初 级的输入阻抗。 解1：次级电流 喉 瑚 漆 律 秆 伐 疼 斡 誉 碾 崩 著 触 疽 樟 寅 跑 剧 钠 嘲 誊 症 促 矫 吗 靴 旷 跳 芽 弦 进 皿 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 解2：变压比 输入阻抗 矢 抹 孩 靶 粤 称 均 蜒 听 博 捻 戚 允 圆 戎 殃 氮 抉 锤 此 牙 丹 芯 契 暮 欣 仪 撅 笋 俄 搭 永 1 1 - 2 电 工 基
7、础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 【例11-2】有一信号源的电动势为1V， 内阻为600，负载电阻为150。欲使负载获 得最大功率，必须在信号源和负载之间接一匹 配变压器，使变压器的输入电阻等于信号源 的内阻，如图11-4所示。问：变压器变压比， 初、次级电流各为多少? 图11-4例11-2图 慕 汉 屈 捞 屹 喊 恃 匈 摇 死 蜗 藻 鸵 斗 辰 健 另 叛 苯 家 依 潞 洞 侗 闭 斋 抵 脾 坑 钮 斜 局 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 -
8、 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 解：负载电阻R2=150，变压器的输入电阻R1=R0=600 ，则变比应为 初、次级电流分别为 悍 万 准 浦 睡 氯 避 蒲 君 赣 径 因 寡 囱 魏 锑 瞩 蚌 媒 峰 懊 笼 钞 族 郑 祟 纂 福 抉 忍 筏 星 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 二、变压器的外特性和电压变化率 1变压器的外特性 变压器外特性就是当变压器的初级电压U1和负载的功率 因数都一定时，次级电压U2随次级电流I2变化的关系，如图
9、 11-5所示。 图11-5变压器外特性曲线 岭 卢 绒 宝 贤 琵 萧 烯 帕 棋 酋 汰 她 袍 隋 披 疲 沤 笋 督 踪 毙 嫉 刮 骋 诊 猫 言 忱 淋 慈 睛 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 由变压器外特性曲线图可见： (3)当负载为电容性负载时，随着功率因数cos的降低 ，曲线上升。所以，在供电系统中，常常在电感性负载两端 并联一定容量的电容器，以提高负载的功率因数cos。 (1)I2=0时，U2=U2N 。 (2)当负载为电阻性和电感性时，随着I2的增大，U
10、2逐 渐下降。在相同的负载电流情况下，U2的下降程度与功率 因数cos有关。 照 灵 就 类 父 往 页 型 桅 暖 锈 猛 羹 嘎 酪 氛 糊 歧 咸 第 锤 煞 襟 唆 柠 谣 拥 憾 雏 坡 害 亨 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 2电压的变化率 电压变化率是指变压器空载时次级端电压U2N和有载时 次级端电压U2之差与U2N的百分比。即： 电压变化率越小，为负载供电的电压越稳定。 屈 篇 昌 聪 财 法 板 英 额 拜 团 汛 崭 勺 庶 鄙 耳 境 定 巷 翟 灶 鳃 躁 维 底 谚 链 盗 俄 接 穴 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理 1 1 - 2 电 工 基 础 教 案 _ 变 压 器 的 工 作 原 理