4-2变压器的认识
第四章 三绕组变压器自耦变压器
•1 •
= −U za + I 1a ⋅ Z ka
( ) Z ka = Z Aa + ka −1 2 Z ax ——自耦变压器的短路阻抗
4、等值电路
图 4－3 自耦变压器的简化等效电路
3．容量关系及功率的传递 普通双绕组变压器的一次、二次绕组之间只有磁的联系而没有电的联系，功率的传递全靠电磁
感应。所以变压器的额定容量就是指绕组的额定容量。 自耦变压器则不同，一次、二次绕组之间除磁的联系外还有电的联系，从原边到副边的功率传
=1+ k
k = W1 ——双绕组变压器的变化。 W2
b．磁势分析及电流关系。
( ) •
•
•
I 1a ω1 + I 2 ω2 = I m ω1 + ω2
∵电源供给了渐强电流流经的匝数为W1+W2，节点电流方程：I2=I1a+I2a
把I2代入磁势平衡方程式
( ) ( ) •
•
•
I 1a ω1 + ω2 + I 2a ω2 = I m ω1 + ω2
等效电路：
Z
1 2
=
r21
+
jx12
Z
1 3
=
r31
+
jx31
图 4－1 三绕组变压器的简化等效电路
与双绕组变压器不同的是等效电路中的 x1 ， x2' ， x3' ，不代表各绕组的漏抗，而是等效电抗，
它对应自漏磁通和互漏磁通。 三个绕组的容量可以不等。其额定容量指最大一个绕组合的容量。三绕组变压器负载运行时，
( ) •
•
•
= −ka E 2 + I 1a Z Aa + 1 − ka I 1a Z ax
关于变压器的基础知识
关于变压器的基础知识变压器是一种电器设备，能够将交流电的电压变换为不同的电压。
在交流电路中，电压是不断地变化的，因此变压器是很常见的电气设备。
本文将介绍变压器的基础知识，包括其工作原理、种类、结构、应用和维护等。
一、工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律和法拉第电磁感应定律。
当变压器的原辅线圈接入电源时，电流会通过线圈，于是产生一个磁场。
这个磁场会穿过变压器的铁核心，并在另一个线圈内产生一个电流，从而获得变压器的输出电压。
变压器的工作原理可以用下面的方程式描述：$V_p / V_s = N_p / N_s$其中，$V_p$是输入电压，$V_s$是输出电压。
$N_p$是输入线圈的匝数，$N_s$是输出线圈的匝数。
换句话说，这个公式表明，变压器的输入电压和输出电压与线圈的匝数成反比。
二、种类根据结构和功能的不同，变压器分为以下几种类型：1、配电变压器：用于将高压输电线路上的电压转化为低压，以供居民生活和工业用电。
2、隔离变压器：用于隔离输入电源和输出负载，以防止电路之间的干扰和电击等问题。
3、焊接变压器：用于电焊机的电源供应，具有高电流和高温度的特点。
4、自耦变压器：同时用于输入和输出的变压器，经济实用。
5、反向变压器：电压变换比低于1:1。
三、结构变压器由以下几个主要部分组成：1、铁心：通常是一个包含多个薄层铁片的矩形构造。
铁片的多层结构可以减少铁心中的磁损耗和涡流损耗。
2、线圈：通常由铜线制成，长度和匝数根据需要决定。
线圈的结构分为单层式和多层式。
3、绝缘材料：通常是绝缘纸或塑料，可用于保护线圈和防止绕组之间的短路。
4、冷却系统：有效地散热并保持变压器的温度稳定。
四、应用变压器广泛应用于以下领域：1、家用电器，例如洗衣机、电视机、电脑等。
2、电力输配电系统，例如发电厂、变电站、轨道交通、机场等。
3、工业之中，例如钢铁、化工、矿山、印刷等。
五、维护变压器是精密设备，因此需要定期维护和检修以确保其安全可靠。
第4章 变压器思考题及答案
第4章思考题及答案4-1 变压器能否对直流电压进行变换？答：不能。
变压器的基本工作原理是电磁感应原理，如果变压器一次绕组外接直流电压，则在变压器一次绕组会建立恒定不变的直流电流i1，则根据F1= i1N1，我们知道直流电流i1会建立直流磁动势F1，该直流磁动势F1就不会在铁芯中产生交变的磁通，也就不会在二次绕组中产生感应电动势，故不会在负载侧有电压输出。
4-2变压器铁芯的主要作用是什么？其结构特点怎样？答：变压器铁芯的作用是为变压器正常工作时提供磁路，为变压器交变主磁通提供流通回路。
为了减小磁阻，一般变压器的铁芯都是由硅钢片叠成的，硅钢片的厚度通常是在0.35mm-0.5mm之间，表面涂有绝缘漆。
4-3为分析变压器方便，通常会规定变压器的正方向，本书中正方向是如何规定的？答：变压器正方向的选取可以任意。
正方向规定不同，只影响相应变量在电磁关系中的表达式为正还是为负，并不影响各个变量之间的物理关系。
变压器的一次侧正方向规定符合电动机习惯，将变压器的一次绕组看成是外接交流电源的负载，一次侧的正方向以外接交流电源的正方向为准，即一次侧电路中电流的方向与一次侧绕组感应电动势方向相同；而变压器的二次侧正方向则与一次侧规定刚好相反，符合发电机习惯，将变压器的二次绕组看成是外接负载的电源，二次侧的正方向以二次绕组的感应电动势的正方向为准，即二次侧电路中电流方向与二次侧负载电压方向相同。
感应电动势的正方向和产生感应电动势的磁通正方向符合右手螺旋定理，而磁通的正方向和产生该磁通的电流正方向也符合右手螺旋定理。
各个电压变量的正方向是由高电平指向低电平，各个电动势正方向则由低电平指向高电平。
4-4 变压器空载运行时，为什么功率因数不会很高？答：变压器空载运行时，一次绕组电流就称为空载电流，一般空载电流的大小不会超过额定电流的10%，变压器空载电流∙0I可以分为两个分量：建立主磁通∙mφ所需要的励磁电流∙μI 和由磁通交变造成铁损耗从而使铁芯发热的铁耗电流∙FeI 。
变压器的基础知识
变压器的基础知识变压器是一种电力传输和转换设备，广泛应用于电力系统中。
它通过电磁感应原理实现了电压的升降转换。
本文将介绍变压器的基础知识，包括工作原理、结构和应用等方面。
一、工作原理变压器的工作原理是基于电磁感应现象。
当变压器的一侧通以交流电流时，产生的交变磁场会穿过另一侧的线圈，从而在该线圈中感应出电动势。
根据楞次定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
通过合理设计线圈的匝数比，可以实现输入端电压和输出端电压的升降转换。
二、结构组成变压器主要由铁心、一次线圈和二次线圈组成。
铁心是由高导磁率的硅钢片叠压而成，以提高磁通的传导效率。
一次线圈位于铁心的输入端，通以输入电流；二次线圈位于铁心的输出端，输出电流经由其流出。
通过铁心的引导和线圈的匝数比例，可以实现输入输出电压的转换。
三、工作模式根据输入输出电压的关系，变压器可分为升压变压器和降压变压器两种工作模式。
升压变压器将输入电压升高到输出电压，适用于输电线路中远距离输送电能；降压变压器将输入电压降低到输出电压，适用于家庭和工业用电。
四、应用领域变压器被广泛应用于电力系统中。
在输电过程中，变压器起到调整电压、降低线路损耗和提高传输效率的作用。
在家庭和工业用电中，变压器被用于将高电压的输电线路电压降低到安全可靠的电压，以供给各类电器设备使用。
此外，变压器还应用于电力设备的测试、实验和研究等领域。
五、常见问题1. 变压器有哪些常见故障？常见的变压器故障包括短路故障、绝缘损坏、线圈过热和冷却系统故障等。
2. 变压器的效率如何衡量？变压器的效率可以通过输入功率和输出功率的比值来衡量，通常以百分比形式表示。
3. 变压器的额定容量是什么意思？变压器的额定容量是指其设计和制造时可以连续运行的功率上限，通常以千伏安（kVA）为单位。
六、总结变压器是电力系统中不可或缺的设备，通过电磁感应原理实现了电压的升降转换。
它具有结构简单、工作可靠、效率高等优点，被广泛应用于输电和配电系统中。
4.2变压器
即电压表、电流表读数分别 即电压表、 为216V、0.46A． 216V、0.46A．
一、变压器的结构 铁芯 原线圈 副线圈 二、变压器的工作原理 —— 互感现象 1.变压器只能改变交流电的电压和电流 1.变压器只能改变交流电的电压和电流 变压器只能改变交流电 2.能量转化：电能→磁场能→电能 2.能量转化：电能→磁场能→ 能量转化 3.理想变压器 3.理想变压器 P出＝ P入
P2 I2 = U2
n2 P2 n2 所以： 所以： I1 = n I2 = n U 1 1 2
4.如图，一台理想变压器，原线圈2200匝 副线圈440匝 4.如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副线圈440匝， 如图 2200 440 并接一个100Ω的负载电阻若把原线圈接在220V交流电源上， 并接一个100Ω的负载电阻若把原线圈接在220V交流电源上， 100 220V交流电源上 则电压表示数为____V,电流表示数为_____A 则电压表示数为____V,电流表示数为_____A ____V,电流表示数为 44 0.44
三、理想变压器的变压、电流规律 理想变压器的变压、
U1 n1 = U2 n2
四、自耦变压器
I1 n2 = I2 n1
A V
若上面接的是44V直流电源呢？ 若上面接的是44V直流电源呢？ 44V直流电源呢 0 电压表示数____V,电流表示数 0 电压表示数____V,电流表示数 _____A ____V,
5.如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上， 5.如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次 如图为理想变压器 级线圈接在一个标有“ 100W”的灯泡上 的灯泡上． 级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器 初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图 次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时， 18∶1 中的电压表读数为________V，电流表读数为________A． 中的电压表读数为________V，电流表读数为________A． ________V ________A 216 0.46 解答：由公式U 解答：由公式U1/U2＝n1/n2， 216V； 得U1＝U2n1/n2＝216V； 因理想变压器P 因理想变压器P入＝P出 所以 I1＝ 1 / U1＝n2P2 ＝ P 0.46A
变压器的基础知识
变压器的基础知识一、变压器的分类1、按照变压器的冷却方式分类冷却形式（一般用4各字母表示）字母代表的意义․对于变压器，一般用四个字母顺序代号标志其冷却方式。
第一个字母表示与绕组接触的内部冷却介质，其中：O代表矿物油或燃点不大于300℃的合成绝缘液体；K代表燃点大于300℃的绝缘液体；L代表燃点不可测出的绝缘液体。
․第二个字母表示内部冷却介质的循环方式，其中：N代表流经冷却设备和绕组内部的油流是自然的热对流循环；F代表冷却设备中的油流是强迫循环，流经绕组内部的油流是热对流循环；D代表冷却设备中的油流是强迫循环，至少在主要绕组内的油流是强迫导向循环。
․第三个字母表示外部冷却介质，其中：A代表空气；W代表水。
․第四个字母表示外部冷却介质的循环方式，其中：N代表自然对流；F代表强迫循环（风扇、泵等）。
现在高电压、大容量变压器均采用变压器油作为变压器绕组内部的冷却介质，因此变压器冷却方式的字母表示第一个字母均为O。
油在变压器绕组内部的循环方式有三种：自然热对流循环；非导向强油循环；导向强油循环，分别用N、F、D表示。
变压器的外部冷却介质有空气和水，分别用A和W表示，现在变压器一般采用空气作为外部冷却介质，因此第三个字母一般为A。
空气有两种循环方式：自然对流和强迫循环，分别用N和F表示。
因此对于油浸式变压器，一般有以下几种冷却方式：․ONAN（油浸自冷式）：通过油的自然热对流带走热量，没有其他冷却设备。
․ONAF（油浸风冷式）：在油浸自冷式(ONAN)的基础上，另加风扇给油箱壁和油管或片散吹风，以加强散热作用。
․OFAF（强迫油循环非导向风冷式）：用油泵将变压器上部的热油吸入冷却器，流过冷却管簇，将热量传给冷却管，由冷却管簇对空气放出热量。
空气侧则通过变压器风扇将空气吸入，使之流过空气管簇，吸收热量，吹出冷却器外，从而达到变压器冷却的目的。
流经绕组内部的油流是热对流循环。
․ODAF（强迫油循环导向风冷却式）：用油泵将变压器上部的热油吸入冷却器，流过冷却管簇，将热量传给冷却管，由冷却管簇对空气放出热量。
第4章三绕组变压器和自耦变压器
Z1、Z2?、Z3?分别是绕组1、2、3的等效电抗。 X1、X2?、X3?分别是绕组1、2、3的等效电抗，并非各绕 组本身漏磁通所对应的电抗，而是各绕组的自感漏电
抗以及该绕组与另两个绕组之间的互感漏电抗的合成。
3）等效电路
由折算到一次侧的基本方程式：
I&1 ? I&2?? I&3? ? 0
U&1-( ? U&2?) ? I&1(R1 ? jX1) ? I&2?(R2?? jX2?) ? I&1Z1 ? I&2?Z2? U&1-( ? U&3?) ? I&1(R1 ? jX1) ? I&3?(R3?? jX3?) ? I&1Z1 ? I&3?Z3?
M2?3 ? k12k13M13 ? M3?2
折算到一次侧的电压方程式为：
U&1 ? I&1R1 ? j? L1I&1 ? j? M1?2I&2?? j? M1?3I&3? （4 ? 2）
U&2? ? ? I&2?R2?? j? L2?I&2?? j? M2?1I&1 ? j? M2?3I&3? （4 ? 3） U&3?? ? I&3?R3?? j? L3?I&3?? j? M3?1I&1 ? j? M3?2I&2? （4 ? 4）
第四章 三绕组变压器和自耦变压器
4-1 概 述 4-2 三绕组变压器 4-3 自耦变压器
第四章 三绕组变压器和自耦变压器
? 基本要求： 1.了解三绕组变压器和自耦变压器的用途及结构特点；
2.掌握三绕组变压器的基本电磁关系、简化等效电路及其参 数的物理意义和测定方法； 3.掌握自耦变压器的基本电磁关系、方程式和等效电路， 4.掌握自耦变压器的容量关系和计算方法。
变压器结构简介与工作原理
变压器结构简介与工作原理概述：变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它由两个或更多的线圈（称为绕组）和一个磁路铁芯组成。
本文将详细介绍变压器的结构和工作原理。
一、变压器结构：1. 铁芯：变压器的铁芯通常由硅钢片或镍铁合金制成。
它的主要作用是提供磁路，用于传导磁场。
铁芯由许多薄片叠加而成，以减少铁芯中的涡流损耗。
2. 一次绕组：一次绕组是变压器中的输入绕组，通常由较粗的导线制成。
它接收来自电源的电流，并产生磁场。
3. 二次绕组：二次绕组是变压器中的输出绕组，通常由较细的导线制成。
它接收来自一次绕组的磁场，并产生输出电压。
4. 绝缘层：绝缘层用于隔离绕组之间以及绕组与铁芯之间的电气接触，以防止电流短路和绝缘击穿。
5. 冷却系统：大型变压器通常配备冷却系统，以保持变压器在正常工作温度范围内。
冷却系统可以是自然冷却或强制冷却，常见的冷却介质包括油和冷却风扇。
二、变压器工作原理：变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当一次绕组中的交流电流流过时，它会产生一个交变磁场。
这个交变磁场会穿过二次绕组，从而在二次绕组中感应出电压。
具体的工作过程如下：1. 输入电压：输入电源的交流电压施加在一次绕组上。
2. 磁场产生：一次绕组中的交流电流产生一个交变磁场。
3. 磁场传导：交变磁场通过铁芯传导到二次绕组。
4. 电压感应：交变磁场在二次绕组上感应出电压。
5. 输出电压：二次绕组的电压输出到负载中。
变压器的工作原理可以通过下述数学公式表示：V1 / V2 = N1 / N2 = I2 / I1其中，V1和V2分别代表一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别代表一次绕组和二次绕组的匝数，I1和I2分别代表一次绕组和二次绕组的电流。
三、应用领域：变压器在电力系统中起着至关重要的作用。
它们用于输电、配电和电力转换。
以下是一些常见的应用领域：1. 电力输送：变压器用于将高压电能从发电厂输送到变电站，然后再通过变压器将电能分配到不同的用户。
变压器详细讲解
变压器详细讲解变压器是一种电气设备，主要用于将交流电能从一种电压等级转换为另一种电压等级。
变压器的工作原理基于电磁感应现象，利用两个或多个线圈之间的磁场变化来实现电压的转换。
以下是变压器详细讲解：1. 基本结构：变压器主要由磁性材料制成的铁芯和绕组组成。
铁芯用于传递磁场，绕组则用于承载电流。
绕组通常用导线绕制，并分为高压绕组和低压绕组。
2. 原理：当交流电流通过高压绕组时，会在铁芯上产生磁场。
磁场的变化进而在低压绕组中产生电动势，从而实现电压的转换。
电压转换的大小取决于绕组之间的匝数比例。
3. 分类：根据用途和结构，变压器可分为以下几类：a. 配电变压器：用于配电系统，将高压电能转换为低压电能供给用户。
b. 电力变压器：用于发电、输电和配电系统中，实现电压的升高和降低。
c. 仪用变压器：用于电气测量和控制设备，提供标准电压信号。
d. 特殊变压器：如电炉变压器、整流变压器等，用于特殊场合的电压转换。
4. 参数：变压器的主要参数包括：a. 额定容量：表示变压器能承载的最大功率。
b. 额定电压：表示变压器输入和输出的电压等级。
c. 电压比：高压绕组与低压绕组之间的匝数比例，决定了电压转换效果。
d. 效率：表示变压器将电能转换为磁能和磁能转换为电能的能力。
5. 应用：变压器广泛应用于电力系统、工业生产、家电产品等领域。
例如，在家用电器中，变压器用于调节电源电压，以适应不同设备的电压需求。
6. 变压器的维护与安全：为确保变压器正常运行，需要定期进行检修和维护。
同时，应注意防止变压器过载、短路等事故，确保使用安全。
总之，变压器是一种重要的电气设备，它通过电磁感应实现电压的转换。
了解变压器的工作原理、分类和应用，有助于我们更好地在实际工程中选择和使用合适的变压器。
变压器基础知识介绍(DOC)
主导产品基础知识篇第一章变压器基础知识介绍一、油浸式电力变压器基础知识（一）、什么是变压器变压器是根据电磁感应原理制造出来的能够输送电能、改变电压、但不改变频率的一种静止的电器。
（二）、变压器的分类根据使用对象分类：1、电力变压器：将一个电力系统的交流电压和电流值变位另一个电力系统的不同电压和电流值借以输送电能的变压器。
2、配电变压器：指容量较小、由较高电压降到最后一级配电电压，直接做配电用的电力变压器。
3、变流变压器：在直流输电系统中向变流器供电的电力变压器，也属于工业用变压器。
4、试验变压器：供各种电气设备和绝缘材料做电气绝缘性能试验用的变压器，也属于工业用变压器。
5、用于不同工业的专业变压器，如：电炉变压器、整流变压器、牵引变压器、启动变压器、矿用变压器、防爆变压器、船用变压器6、电力变压器根据使用要求不同或本身结构上的差异，又可分为：（1）油浸式变压器：铁心和绕组都浸入油中的变压器。
（2）液体浸渍式变压器：采用非矿物油、人工合成的绝缘液体作为冷却介质的变压器。
（3）气体绝缘变压器：采用人工合成的某种气体做为冷却和绝缘介质的变压器。
（4）干式变压器：用铁心和绕组都不浸入绝缘液体中的变压器。
7、按结构和使用要求分：（1）密封式变压器：变压器内部介质和外部大气相隔绝，避免互相交换，属一种非呼吸式变压器。
（2）双绕组变压器：只包括高、低压两绕组的变压器。
（3）多绕组变压器：每相上有两个以上绕组，分别连接到电压等级不同的线路上的变压器。
常见的为三绕组变压器，即有高、中、低三个绕组。
（4）有载调压变压器：装有有载调压分接开关，能在负载下进行调压的变压器。
（5）无励磁调压变压器：装有无励磁分接开关且只能在无励磁情况下进行调压的变压器。
（6）串联变压器：也叫增压变压器，是具有一个改变线路电压的串联绕组和一个励磁绕组的变压器。
（7）联络变压器：变电站或电厂用以联结两个电压不同的输电系统，并可按电力潮流的变化，每侧都可以做为一次或二次侧使用的变压器，包括自耦变压器和多绕组变压器。
变压器基本知识
变压器基本知识变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压。
它由一个主线圈（也称为一次线圈）和一个副线圈（也称为二次线圈）组成，它们之间通过一个铁芯相互绝缘。
变压器的基本原理是利用电磁感应的原理将电能从一次线圈传递到二次线圈，并通过改变线圈的匝数来改变电压。
在变压器中，主线圈通常称为“原边”，副线圈通常称为“副边”。
原边和副边的匝数之比决定了变压器的变压比，即输入电压与输出电压之间的比值。
例如，匝数比为1:2的变压器将输入电压加倍输出。
变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当通过原边的交流电流发生变化时，它会在铁芯中产生一个交变磁场。
这个交变磁场会引起副边中的电压，从而将电能从原边传递到副边。
根据法拉第电磁感应定律，副边中的电压与原边中的电压之间的比值等于两个线圈的匝数比。
变压器的主要作用是实现电能的输送和分配。
通过变压器，我们可以将电能从发电厂输送到远离发电厂的地方。
在输电过程中，高压变压器将高压电能转换为较低的输电电压，以减小输送过程中的能量损耗。
然后，低压变压器将输电电压再次转换为适合家庭、工业和商业用途的电压。
除了调整电压，变压器还具有隔离电路的作用。
由于变压器的原边和副边之间没有直接电连接，因此可以有效地隔离电路。
这种隔离使得变压器在电气安全方面非常重要，可以减少触电和电击风险。
在实际应用中，变压器有多种类型，包括油浸式变压器、干式变压器和电力变压器等。
油浸式变压器是应用最广泛的一种类型，它使用绝缘油来冷却和绝缘。
干式变压器则使用空气或其他绝缘材料来冷却和绝缘。
电力变压器是用于电力系统中的大型变压器，它们通常具有高变比和高功率容量。
在选择合适的变压器时，需要考虑多个因素，包括输入和输出电压、变压器的容量、效率和负载特性等。
此外，还需要注意变压器的维护和安全操作，以确保其正常运行和延长使用寿命。
变压器是一种重要的电气设备，用于改变交流电的电压。
它通过利用电磁感应原理将电能从一次线圈传递到二次线圈，并通过改变线圈的匝数来改变电压。
关于变压器的知识，你了解多少？
关于变压器的知识，你了解多少？
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变压器是电力系统中常见且重要的电力设备，其作用是电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。
变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，主要构件有一次线圈、二次线圈和铁芯。
按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、调压器、电抗器、互感器等）。
按冷却方式分为：干式变压器，依靠空气对流进行自然冷却或增加风机冷却；油浸式变压器，依靠油作为冷却介质。
变压器原理图
变压器的工作原理：变压器的一次线圈和二次线圈绕在同一个铁芯上，当一次线圈接在交流电源上时，在铁心中便产生交变磁通，交变磁通用φ表示。
原、副线圈中的φ是相同的。
该交变磁通穿过二次线圈，将在二次线圈中产生交变电势。
根据法拉第电磁感应定律可得，U1/U2=N1/N2，即变压器原、副线圈电压有效值之比，等于其匝数比，而且原、副线圈电压相位差为π。
由于一二次侧线圈的匝数不等，因此，二次侧的电压得到改变。
需要说明的是：变压器可以变换电压、电流，但不能变换功率，只是传输功率。
理想变压器原、副线圈的功率相等即P1=P2，理想变
压器本身无功率损耗。
实际上变压器存在损耗，包括用功功率损耗和无功功率损耗。
来看一下直观的图文介绍~
在输电过程中，电压必须进行调整
变压器----改变电压的原理！
（来源：网络，侵删！）。
电工电子4-2
电工电子学（下 )
第四章 变压器 4-2单相变压器的工作原理
单相变压器的工作原理
变压器的基本结构
原边（初级绕组）
副边（次级绕组）
注意：原副边电路相互隔离。
1）变压器的工作原理
Φ
+ i10
u1
‐
说明：原边参数用下标1表示。
法拉第电磁感应定律
e d N d
+
+
e2
u20
‐
‐
u20 e2
u1 R1i10 eσ1 e1
由于变压器漏磁很小所产生的漏磁电动势eσ1很小， 若忽略原边绕组的电阻R1和漏磁eσ1（所谓的理想变压 器），则：
设，磁通Φ随时间按正弦规律变化：
有效值
U1 E1 4.44 fN1m
说明： 在忽略绕组电阻及漏磁通的条件下（所谓的理想 变压器），当绕组匝数N1及电源频率f为一定时， 主磁通的幅值Φm由电源电压有效值U1确定。
dt
dt
线圈与磁场相对静止，感应电动势纯粹是由和线圈交 链的磁通本身随时间变化而产生的——变压器电动势
+ i10
u1
‐
Φ
+
+
e2
u20
‐
‐
说明：副边参数用下标2表示
设，磁通Φ随时间按正弦规律变化：
有效值
2）电压方程
Φ
+
i10
‐
u1 eσ1 e1
Φσ1
‐
+
由KVL： u1 R1i10 eσ1 e1
在电源大小相同的情况下，频率与匝数成反比。
频率越高变压器尺寸可做得越小
4个二极管 变压器的作用
4个二极管变压器的作用以4个二极管变压器的作用为标题二极管是一种常见的电子元件，它具有多种应用。
其中一种应用是在变压器中，通过组合4个二极管可以实现一些特定的功能。
本文将介绍4个二极管在变压器中的作用。
我们先了解一下变压器的基本原理。
变压器是一种用来改变交流电压的装置，它由一个或多个线圈组成。
其中一个线圈被称为"初级线圈"，另一个线圈被称为"次级线圈"。
变压器的原理是基于电磁感应，当初级线圈中有交流电流通过时，会在次级线圈中产生电磁感应，从而改变电压。
在变压器中，4个二极管可以用于实现整流功能。
所谓整流，就是将交流电转换为直流电。
具体来说，通过将4个二极管连接成一个桥形整流电路，可以将交流电转换为直流电。
这种桥形整流电路被称为"桥式整流器"，它可以将交流电的负半周和正半周分别导通，从而将交流电转换为直流电。
桥式整流器由4个二极管组成，其中两个二极管被称为"正半波二极管"，另外两个二极管被称为"负半波二极管"。
当交流电的正半周到来时，正半波二极管导通，负半波二极管截止，这样交流电的正半周就通过了。
当交流电的负半周到来时，负半波二极管导通，正半波二极管截止，这样交流电的负半周就通过了。
通过这种方式，交流电被转换为了只有正半周的直流电。
桥式整流器在电子设备中有着广泛的应用，比如电源适配器、电子变压器等。
它可以将交流电转换为直流电，为后续的电子设备提供稳定的直流电源。
除了实现整流功能，4个二极管还可以用于实现电压加倍的功能。
在一些特定的应用中，需要将输入电压加倍，从而得到更高的输出电压。
通过将两个二极管连接成一个整流电路，并将另外两个二极管连接到整流电路的输出端和地，就可以实现电压加倍的功能。
这种电路被称为"倍压整流电路"，它可以将输入电压加倍。
在倍压整流电路中，当输入电压的正半周到来时，两个连接在输出端的二极管导通，从而将输入电压加倍。
变压器知识
变压器知识让我们一起来了解一下变压器的基本知识吧！变压器是一种利用变化电磁感应原理来改变交流电的电压、电流和功率的电器设备。
它包括两个或更多的线圈，通常分别称为“主线圈”和“次线圈”。
主线圈连接到电源，而次线圈则输出电压。
变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当主线圈中的电流发生变化时，它会在变压器的铁芯中产生磁场。
这个磁场是由磁性铁芯的高导磁率来增强的。
接着，次线圈会被这个磁场感应，从而在其中产生电流。
根据法拉第电磁感应定律，次线圈中感应的电压与主线圈中的电流变化成比例，即有以下关系：U1/U2 = N1/N2，其中U1和U2分别代表主线圈和次线圈的电压，N1和N2分别代表两个线圈的匝数。
变压器主要有两个种类：升压变压器和降压变压器。
升压变压器将输入电压的大小增加，而降压变压器将输入电压的大小减小。
这取决于主线圈和次线圈的匝数比。
例如，如果次线圈的匝数比主线圈少，那么输出电压将比输入电压低。
变压器具有很多优点，其中之一是它能够有效地改变电压而几乎不损耗能量。
这是由于变压器的运转基于电磁感应原理，而电磁感应过程中只会产生很少的能量损耗。
此外，变压器也具有结构简单、使用方便、成本较低等优点。
除了变压器的基本知识，还有一些其他的变压器相关术语值得了解。
首先是变比。
变比是指主线圈和次线圈之间的匝数比，它决定了输出电压与输入电压的比例关系。
另一个术语是额定功率。
变压器的额定功率是指变压器能够稳定工作的最大功率，超过额定功率会导致变压器过热。
最后是变压器的效率。
变压器的效率是指输出功率与输入功率之间的比率，通常以百分比表示。
高效率的变压器能够最大程度地减少能量损耗。
总结一下，变压器是一种利用变化电磁感应原理来改变交流电的电压、电流和功率的电器设备。
它有升压变压器和降压变压器两种类型，能够通过改变主线圈和次线圈的匝数比来实现电压的变化。
变压器具有结构简单、使用方便、成本较低等优点，因此在我们的日常生活中得到了广泛应用。
变压器相关知识简介(ppt 22页)
实验过程
1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线 圈匝数。
2.交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原 线圈匝数 3.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压
1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线 圈匝数。
U1=4V n1(0-2)
n2 0-2
U2/V
0-8
0-14
2.交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原 线圈匝数
此公式只适用于一个副线圈的变压器
几种常见的变压器
一、变压器的构造 1．示意图 2．电路图中符号 3．构造：
小结
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生
的互相感应现象
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器
P入＝P出
三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2
U1=4V n2(0-4)
n1 0-2 0-8 0-14
U2/V
3.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压
n1:n2=2:1
U1/V 2 4 6 8 10
U2/V
实验结论
误差允许范围内
铁芯
U 1 n1 U 2 n2
原 ∽U1 线
圈
n1 n2
副
线 U2 圈
误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处的损耗
变压器的工作原理 ——互感现象 铁芯 e
原
副
∽U1线 圈
n1 n2
线 U2 圈
0
t1
t2 t3 t4
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能 → 磁场能 → 电能转化 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
问题：副线圈输出的电压到底和什 么相关？？
鲁科版高中物理选修(3-2)-4.2知识讲解：变压器
知识讲解课文全解一、变压器1．定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器．说明：变压器不仅能改变交变电流的电压，也能改变交变电流的电流，但是不能改变恒定电流．2．结构：变压器由一个闭合铁芯（是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的）和两个线圈（用绝缘导线绕制）组成的．原线圈：和交流电源相连接的线圈（匝数为n1）．副线圈：和负载相连接的线圈（匝数为n2）．许多情况副线圈不只一个．二、理想变压器1．理想变压器是一种理想模型．理想变压器是实际变压器的近似．理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样．每匝线圈中所产生感应电动势相等．（2）线圈绕组的电阻不计，无能损现象．（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象．说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理．2．理想变压器的变压原理变压器工作的原理是互感现象，互感现象即是变压器变压的成因．当变压器原线圈上加上交变电压，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量．这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象．在变压器工作时，由于原、副线圈使用同一个铁芯，因而穿过原、副线圈（每匝）的磁通量Φ及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势与它们的匝数成正比．3．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置．4．理想变压器的电压与匝数的关系（1）输出功率等于输入功率P 出＝P 入，U 1I 1＝U 2I 2．（2）原副线圈两端的电压跟匝数成正比，2121n n U U =．（3）原副线圈中的电流跟匝数成反比（仅限一个副线圈），1221n n I I =．（4）原副线圈的交变电流的周期T 和频率f 相同．5．理想变压器的三个决定关系 （1）理想变压器输出功率决定输入功率．当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零，并且输入功率随着负载的变化而变化．若同时有多组副线圈工作，则U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋UnIn 成立．（2）理想变压器副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比所决定．无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压都满足332211n U n U n U ==＝…．（3）理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流．原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大，当有几组副线圈时，原、副线圈中的电流关系为n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…，其中n 2、n 3…为工作的副线圈的匝数．说明：（1）理想变压器工作时，若增加负载，相当于负载电阻减小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大；若减少负载，相当于负载电阻增大，从而副线圈中的电流减小，此时原线圈中的电流减小；若副线圈空载时，副线圈中的电流为零，那么原线圈中的电流也为零．（2）原副线圈如果分别采用双线绕制，使原副线圈都是由两个线圈组合而成，当电流通过时，要根据在线圈中形成的磁通量方向确定其等效匝数．（3）接在原、副线圈回路中的电表均视为理想电表，其内阻的影响忽略不计．三、几种常用的变压器。
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三、绕组部分：
变压器的电路部分，绕组用具有良好绝缘的漆包线、纱包线 或丝包线绕成
• 常将电压较低一个绕组安装在靠近铁心柱内层， 因为低压绕组和铁心间所需绝缘比较简单
• 电压较高绕组则安装在外面，用于频率较高变
压器 • 为减少漏磁通和分布电容，常需把一次、二器的认识
变压器的认识
1 2
3
基本结构
铁心 绕组
绝缘和磁屏蔽
4
一、基本构造
原 线 圈 (N1) 副 线 圈 (N2)
原理图符号
变压器:铁心（铁磁材料构成）+线圈（绕在铁心上） 原线圈/一次绕组(N1):与输入交流电源相接的线圈 副线圈/二次绕组(N2):与负载相接的线圈叫做
二、 铁心构造
分类
成“口”字形，绕组包着铁心
成“日”字形，铁心包着绕组
心式铁心
壳式铁心
二、 铁心构造
变压器的铁心通常用硅钢片叠成，硅钢片的表面涂有绝缘漆 ，以避免在铁心中产生较大的涡流损耗。
小型变压器常用铁心：
E形铁心：
将硅钢片冲裁成E形 片叠加而成
C形铁心： 将硅钢片剪裁成带 状,然后绕制成环形 ,再从中间切断而成
灌蜡、密封等）
四、绝缘和磁屏蔽
为了起到电磁屏蔽作用,变压器往往要用铁壳或铝壳罩起来
• 一次、二次绕组间往加一层金属静电
屏蔽层 • 大功率的变压器中还有专门设置的冷 却设备等
高压绕组 铁心柱 铁轭 低压绕组 高压绕组 低压绕组 铁心柱 铁轭
（a）单相
（b）单相
绕组和铁心的装配示意图
三、绕组部分
作用 变压器的电路
材料
三相绕组接法 高压绕组 低压绕组
用绝缘铜线或铝线绕制而成
Y、D 匝数多 导线细
匝数少
导线粗
四、绝缘和磁屏蔽
绝缘是变压器制造的主要问题
• 绕组的区间和层间都要绝良好，绕组 和铁心、不同绕组之间更要绝缘良好 • 为了提高变压器的绝缘性能，在制造 时还要进行去潮处理（浸漆、烘烤、