14-5 理想变压器的实现、铁芯变压器模型

理想变压器原理与公式总结

理想变压器原理与公式总结-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII理想变压器原理与公式总结变压器的定义：为一组交变电压、电流变成另一组交变电压、电流提供能量转换途径的器件。

理想变压器的定义：在变压器定义的基础上，去除实际的影响因素，就是理想变压器。

而影响因素有如下几点：1、没有磁漏，即通过两绕组每匝的磁通量都一样；2、两绕组中没有电阻：从而没有铜损（即忽略绕组导线中的焦耳损耗）；3、铁芯中没有铁损（即忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗）；4、原、副线圈的感抗趋于，从而空载电流趋于0。

满足这些条件的变压器就叫做理想变压器。

理想变压器的经典结构：初级线圈+闭合磁芯+次级线圈。

根据变压器经典结构图，可得知其工作的过程是：当初级线圈中通过交变的电流或电压时，闭合磁芯（铁芯）里面的磁通量发生变化，使次级线圈中感应出交变电流或电压。

由上述工作过程，带出了两个疑惑：1、为什么初级线圈中通过交变的电流或电压时，会使闭合磁芯（铁芯）里面的磁通量发生变化？2为什么闭合磁芯（铁芯）里面的磁通量发生变化会使次级线圈中感应出交变电流或电压。

解决问题1：其实，上述问题1可理解为，为什么“电可以变磁”由此，可以引入一个故事。

奥斯特实验：通电导线周围存在着磁场的实验。

奥斯特实验内容：如果在直导线的附近，放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针将发生偏转（两个磁体同性相斥，异性相吸原理）。

这一现象由丹麦物理学家奥斯特于1820年4月通过实验首先发现。

奥斯特实验表明表明通电导线周围和永磁铁体周围一样都存在磁场。

他的实验揭示了一个十分重要的本质-----电流周围存在磁场，电流是电荷定向运动产生的，所以通电导线周围的磁场实质上是运动电荷产生的。

从判定电流周围磁场方向的安培定则-----右手螺旋定则认识磁场的方向性及磁感线的特征，在此基础上，通过了解环形电流、通电螺线管磁场的磁感线，以及条形体和马蹄铁形磁体磁场的方向性。

变压器等效模型

1. 理想变压器理想变压器(ideal transformer)也是一种耦合元件，它是从实际变压器中抽象出来的理想化模型。

理想变压器要同时满足如下三个理想化条件：（1）变压器本身无损耗；这意味着绕制线圈的金属导线无电阻，或者说，绕制线圈的金属导线的导电率为无穷大，其铁芯的导磁率为无穷大。

（2）耦合系数1=k ， 121==L L M k 即全耦合；（3）21L L 、和M 均为无限大，但保持n L L =21不变，n 为匝数比。

理想变压器的电路符号如图1所示，图1 理想变压器2. 全耦合变压器全耦合变压器如图2所示，其耦合系数1=k ，但21L L 和是有限值。

由于其耦合系数1=k ，所以全耦合变压器的电压关系与理想变压器的电压关系完全相同。

即2121N N u u =图2 全耦合变压器全耦合变压器初级电流()t i 1由两部分组成，()()()t i t i t i '+=Φ11，一部分()t i Φ称为励磁电流，它是次极开路时电感1L 上的电流，()()ξξΦd u L t i t⎰=111；另一部分()t i '1，()()t i N N t i 2121-='，它与次极电流()t i 2满足理想变压器的电流关系。

根据上述分析可得到图3所示全耦合变压器的模型，图中虚线框部分为理想变压器模型。

u 1－+u 2N 1 N 2图3 全耦合变压器模型3. 实际变压器实际变压器的电感即不能为无限大，耦合系数也往往小于1。

这就是说，它们的磁通除了互磁通外，还有漏磁通，漏磁通所对应的电感称为漏感。

如果从两个线圈的电感中减去各自所具有的漏感，考虑变压器绕组的损耗，我们就可以得到一个利用全耦合变压器表示的变压器的模型，如图4 所示，其中11S M L L L -=称为励磁（或磁化）电感。

图4 实际变压器模型若L M 足够大，则该模型可以等效为图5。

图5。

理想变压器基本关系的应用ppt课件

原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关
2.电流关系：
只有一个副线圈时，电流和匝数成反比；有多个副线圈时，由输入功率和输出功
率相等确定电流关系
3.功率关系： P入＝P出
4.频率关系：原、副线圈中电流的频率相等

三、理想变压器的制约关系：
1.电压制约关系：副线圈电压U2 由原线圈电压U1和匝数比决定 2.功率制约关系：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率 P2决定 3.电流制约关系：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I 2和匝数比决定
有多个副线圈时由输入功率和输出功率相等确定电流关系副线圈电压由原线圈电压和匝数比决原线圈的输入功率由副线圈的输出功率原线圈电流由副线圈电流和匝数比决定理想变压器原副线圈的匝数比当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时图中电流表a1ma12mama48理想变压器的电压电流功率关系的应用
高三物理
解：由 U1 n1 , 得 220 1100 ,
U 2 n2
36 n2
n2 180
由I 2
P2 U2
，而
I1 I2
n2 n1
, 得I1
n2 n1
I2
n2 n1
P2 U2
180 6011 A 3A
1100 36
6
典型问题：理想变压器的动态分析问题两种常见情况：
(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1.
理想变压器基本关系的应用
芜湖市田中王海霞
1
一、变压器的工作原理及理想变压器模型
1.变压器的工作原理：原副线圈利用互感现象，
实现改变电压的。

电子信息工程技术《理想变压器4》

第九页，共九页。
u2i2
u1i1
1 n
u1
(ni1 )
0
n: 1
**
i2
+
u2
–
说明：理想变压器既不储能，也不耗能，在电路中只起传递信号和能量的作用
。
第七页，共九页。
电工电子技术
再见
第八页，共九页。
内容总结
电工电子技术。电工电子技术。线圈导线无电阻，做芯子的铁磁材料的磁导率无限大。以上三个条件在工程实际中不可能满足，但在一些实际工程概算中，在误差允许的范围内，把实际变压器当理想变压器对待，可使计算过程简化。假设i1、i2一个从同名端流入，一个从同名端流出，那么有：。n : 1。理想变压器既不储能，也不耗能，在电路中只起传递信号和能量的作用
+
u1 _
2'
N2
n:1
*
*
+
u2 _
理想变压器模型
第三页，共九页。
假 n:1
设
+
*
u1 _
+
u2
*
_
u1 N1 nu2 NhomakorabeaN2
第四页，共九页。
〔2〕变流关系
i1 ( t
)
1 n
i2 (t )
假设i1、i2一个从同名端流入，一个从同名端流出，那么有：
1 i1(t ) n i2 (t )
i1
Mn:1
电工电子技术
电子信息工程技术
理想变压器
第一页，共九页。
理想变压器
理想变压器是实际变压器的理想化模型，是对互感元件的理理想想变科压学器抽的三象个，理是想化极条限件情况下的耦合电感。
〔1〕无损耗

理想变压器模型介绍

理想变压器模型介绍理想变压器是电力系统中广泛使用的一种电力设备，它被用于电能的传输和变换。

在介绍理想变压器模型之前，我们先来了解一下什么是理想变压器。

理想变压器是一种假设性的模型，用于简化实际变压器的复杂性。

它忽略了实际变压器中的损耗、饱和等因素，将其视为没有耗损、无磁滞的理想设备。

这种模型大大简化了电力系统的分析过程，使得电力工程师能够更方便地进行计算和设计。

理想变压器模型的基本原理如下：假设理想变压器的一侧为主侧（Primary Side），另一侧为副侧（Secondary Side）。

主副侧之间通过磁耦合实现能量传输。

主侧和副侧分别由感抗Lp和Ls来表示。

理想变压器忽略了磁耦合的漏阻抗，因此主副侧之间可以无损耗地转移能量。

基于以上原理，我们可以得到理想变压器的等效电路模型。

在该模型中，主侧和副侧分别由电感Lp和Ls表示，电感之间由互感系数K（0 < K ≤ 1）联系起来。

互感系数K是指主副侧磁链之间的耦合程度，它的取值范围决定了理想变压器的变压比。

理想变压器模型的等效电路如下所示：------ ------| Lp |-------- -----------| Ls |Voltage Vin--> ----- -------Source Load在上述电路中，Vin是输入电压，Source是电压源。

Lp和Ls分别表示主副侧的电感，它们之间的连接由互感系数K决定。

在理想变压器模型中，输入电压Vin和输出电压Vout之间的关系由变压比公式决定：Vout / Vin = Ns / Np = K其中，Ns表示副侧匝数，Np表示主侧匝数。

变压比公式表明，当变压器是升压变压器时，副侧匝数大于主侧匝数；当变压器是降压变压器时，副侧匝数小于主侧匝数。

理想变压器模型的应用十分广泛。

在电力系统的稳态分析中，理想变压器模型被广泛应用于电压调节、功率传输等方面。

在电力系统的短路分析和过电流保护中，理想变压器模型可以帮助工程师进行全面的系统计算。

20170419-理想变压器的等效电路模型

理想变压器的等效电路模型普高（杭州）科技开发有限公司张兴柱博士理想变压器，是我们电路中非常熟悉的一个元件。

既然图1是一个实际变压器的物理结构，那么它在理想情况下的等效电路模型又会是怎样呢？假定组成图1磁元件的铁芯具有非常大的导磁率，即μ→无穷，且由外部电流产生的全部磁场均均匀地分布在铁芯内。

(a) 方形铁芯 (b) 环形铁芯图1：单输出变压器的物理结构因为：→∝µ 所以：01→=cmc A l R µ 所以：02211→+i n i n 或有：2112n n i i −= （1）再由法拉第电磁感应定律，可得： dt d n v Φ=11 ，dtd n v Φ=22 故有：1212n n v v = （2）从方程（1）和（2），可得图1变压器在理想情况下的等效电路，如图2(a)所示。

(a) (b)图2：理想变压器的等效电路模型由于方程（1）中有一个负号，故也可采用图2(b)来表示理想变压器的等效电路模型，它与图2(a)的区别是电流i 2的参考方向，在这种参考方向下，一个理想变压器满足下列电压电流关系：2112//n n i i =1212//n n v v = （3）方程组（3）就是我们在电路中看到的关于变压器元件的电压和电流关系，通过关系，可以看出，由铁芯和两个绕组组成的单输出变压器，其绕组两端的电压之比与绕组的匝数之比成正比，绕组中流过的电流之比与绕组的匝数成反比，如果将两个绕组中的一个看成是输入绕组（或原边绕组），将绕组中的另一个看成是输出绕组（或副边绕组），那么图1的变压器和其等效电路模型就可分别用图3 (a)和图3 (b)来表示，这种变压器的表示方法已被开关电源文献和书籍中所规范，所以本文及后续要介绍的文章，也将以此来表示变压器。

原边或一次侧用下标p 表示，副边或二次侧用下标s 表示。

因此方程组（3）将变成方程组（4）：(a) 变压器结构 (b) 等效电路图3：开关电源中规范化表示的变压器sp p s N N i i //=ps p s N N v v //= （4）当变压器的副边不止一个绕组时，该变压器就是多输出变压器，多输出变压器在理想情况下的电压电流关系可以用方程组（5）表示，其中K 为副边绕组的个数。

高中物理模型法解题-变压器模型

高中物理模型解题分析———变压器模型【模型概述】变压器是一种能够改变交流电压的设备，由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。

对变压器的正确理解和应用是高中物理教学的重点，也是难点。

高中阶段，主要研究理想变压器，理想变压器具有以下三个特点：1）没有漏磁，即通过两绕组每匝的磁通量都是一样的。

2）绕组中没有电阻，从而没有铜损（即忽略绕组导线中的焦耳损耗），铁芯中没有铁损（即忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗）3）原、副线圈的感抗趋于无穷大，从而空载电流趋于0。

从效率上讲，实际变压器的效率与很多因素有关，在正常工作条件下，效率可达96%以上，甚至99%以上。

实际变压器的效率是比较高的，所以高中物理把变压器看成理想变压器是非常合适的。

【知识链接】一、变压器的结构如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．其中两个线圈分别称为“原线圈”和“副线圈”。

变压器可以分为固定（如下左图）和可调（如下右图）两种。

(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈．(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈．二、变压器的原理电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．这就是变压器的工作原理。

三、自耦式变压器结构如图低压线圈是高压线圈的一部分，也有固定（如下左图）和可调（如下右图）两种。

除此之外，多个副线圈的情况也是常考的类型，老师和同学们也要特别注意。

四、理想变压器原、副线圈电流电压功率关系1）功率关系：理想的变压器无能量消耗，故对一个副线圈的变压器其输入、输出功率相等即P 入=P 出或P 1=P 2；当变压器有多个副线圈时P 1=P 2+P 3+⋯2）电压关系：由于理想变压器中同一时刻原、副线圈磁通量的变化率是相等的，故原、副线圈的电压之比为t n U n U ∆∆==φ2211，即电压与匝数成正比1122U n U n =；当变压器的同一闭合铁芯上有多个副线圈时，各线圈上电压仍与其匝数成正比，即有1212p p U U U n n n t ϕ∆==⋅⋅⋅=∆或121:::=:::P 2P U U U n n n ⋅⋅⋅⋅⋅⋅3）电流关系：对只有一个副绕组的变压器，根据P 1=P 2，有2211U I U I =，故有 121221n n U U I I ==或2211n I n I =；当变压器有多个副绕组时则P 1=P 2+P 3+⋯得112233I U I U I U ＝＋或n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+⋯五、理想变压器的动态分析关键是抓住不变量, 弄清各量之间的制约关系常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况:1）匝数比不变的情况，负载电阻变化U 1不变，根据U 1U 2=n 1n 2，U 2不变．当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化．I 2变化引起P 2变化，P 1=P 2，故P 1发生变化．2）负载电阻不变的情况，匝数比变化U 1不变，n1n 2发生变化，故U 2变化．R 不变，U 2变化，故I 2发生变化．根据P 2＝U 22R ，P 2发生变化，再根据P 1=P 2，故P 1变化，P 1=U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化．3）根据P 损=I 2R 线，降低输电损耗有两种方法：减小输电线的电阻和减小输电导线中的电流。

《电路分析基础》课件第5章互感与理想变压器

感压降亦取负号；若一个电流从互感线圈的同名端流入，另一个电流从互感线
圈的同名端流出，磁通相消，互感压降与自感压降异号，即自感压降取正号时
互感压降取负号，自感压降取负号时互感压降取正号。
只要按照上述方法书写，不管互感线圈给出的是什么样的同名端位置，也
不管两线圈上的电压、电流参考方向是否关联，都能正确书写出它们电压、电
第5章耦合电感与理想变压器 (本章共63页)
5.1 耦合电感元件 P2
一、耦合电感的基本概念
二、耦合电感线圈上的电压、电流关系
5.2
P15
一、耦合电感的串联等效
5.5 实际变压器模型 P51 一、空芯变压器
二、铁芯变压器
二、耦合电感的T型等效 5.3 含互感电路的相量法分析 P25
一、含互感电路的方程法分析
u2
L2
d i2 dt
+?
M d i1 dt
(2)判断电流是否同时流入同名端。
u1
L1
d i1 dt
?-
M
d i2 dt
u2
L2
d i2 dt
?-
M
d i1 dt
图(a)是。取“+”。
(2) 电流同时流入异名端。故取“-”。
第 5-9 页
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5.1 耦合电感元件
关于耦合电感上电压、电流关系这里再强调说明两点：
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5.1 耦合电感元件
此例是为了给读者起示范作用，所以列写的过程较详细。以后再遇到写互
感线圈上电压、电流微分关系，线圈上电压、电流参考方向是否关联、磁通是相助或是相消的判别过程均不必写出，直接可写出(对本互感线圈)

《变压器》教学中理想化模型的建立

探索篇誗课题荟萃我们在处理物理问题时，为了便于研究，往往会舍弃非本质的次要因素，抓住对所要研究问题起主要作用的因素，建立理想化的物理模型，简称理想模型。

理想化方法是研究物理问题的重要思想方法。

在高中物理学习中我们已经学习过的理想模型有质点、单摆、理想气体、点电荷、点光源、光滑曲面等。

例如，我们现在使用的教材中关于《变压器》的一节，在现行教材中给出的两个等式只适用于理想变压器，教材在“什么样的变压器才是理想变压器”这个关键性问题上用“这种忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，称为理想变压器”这样的一句话就把这个问题给避过去了，并没有提出变压器的理想化条件，建立理想模型。

教材中提出变压器的理想模型就是因为实际变压器在工作时存在能量损失而且只有理想变压器的电压、电流和匝数才能够满足后面经过推导得出的结论。

如果没有任何过渡而突然地引入变压器的理想化模型，不但会使教学环节衔接不自然，而且可能会导致学生对关系式应用条件的认识模糊，对能量损失的原因一知半解，不利于知识的拓展。

通过在一线的教学实践与不断探索中我总结出，突出变压器的理想化模型，应是处理本节教学内容所遵循的基本原则，明确“理想变压器”的概念远远比含糊其辞要好。

因此，在教学这部分内容时，在引入新课后，在分析变压器的工作原理基础之后，教师应该以能量的转化和传输为核心，引导学生分析变压器传输电能时因各种原因而产生的电能损耗。

为了体现这一点，我在教学时设计了如下教学过程：老师：若使变压器中的铁芯不闭合或撤去铁芯，副线圈是否还会产生电磁感应现象？学生：原线圈中的磁通量仍有部分通过副线圈，当磁通量变化时还会发生电磁感应现象。

老师：既然这样，为什么还说铁芯是变压器的重要组成部分？演示实验使可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，如图所示：可以观察到接在副线圈两端的小灯泡亮度从较暗到正常发光。

-220V AB 图原因分析：若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁感线只有一小部分贯穿副线圈，大部分漏失在外，有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部而贯穿副线圈，大大地增强了变压器传输电能的作用。

14-5 理想变压器的实现、铁芯变压器模型

同理：N3 = 30匝
U1 I1 - U2 I2 - U3 I3 = 0 I1 =
U2 I2 U1 U3 I3
=
36
24
220
= 0.227A (非关联)
对N2：P2 = - U2 I2 对N1：P1 = U1 I1 Zi =
U1 I1
对N3：P3 = - U3 I3 (关联)
=
2
220 0.227
§14-5 理想变压器的实现、铁芯变压器模型
1.全耦合(K=1)变压器，L1→∞
i1
+ u1 N1
Φ11=Φ21 N1 Φ12=Φ22 + u2 -
i2
理想变压器 Φ11 = Φ21 Φ22 = Φ12
Φ11 —i1产生的全部磁通
Φ22 —i2产生的全部磁通
Φ21 —i1产生并与线圈Ⅱ相互交链的磁通 Φ12 —i2产生并与线圈Ⅰ相互交链的磁通 Φ=Φ11 +Φ22 (总磁通)(互磁通)(穿过两线圈总磁通)
1 2
. =0 去耦等效，令I
2
. U
oc =
j100 10 j90 j100
× 10∠ 0°
=70.7∠45°(V)
Zoc = j900 + (10-j90)‖j100=707∠45°(Ω)
. ②I
sc =
U oc Z oc
= 707 ∠ 45° =0.1∠0°(A)
jωM + _ 10Ω -j90Ω
u1 = N1
u1 u2
d dt
，u2 = N2 d
dt
=
N1 N2
=
1 n
N1 Φ11 =L1 i1 N1 Φ12 =M i2 N2 Φ21 =M i1 N2 Φ22 =L2 i2

理想变压器的工作原理

理想变压器的工作原理
理想变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律和电能守恒定律。

变压器由两个螺绕在共享磁场内的线圈组成，一个主线圈叫做“一次线圈”，另一个辅助线圈叫做“二次线圈”。

一次线圈与电源相连，二次线圈与负载相连。

当交流电通过一次线圈时，它会产生一个交变磁场，变压器的核心通过磁感应的方式将这个磁场传递到二次线圈中。

根据法拉第电磁感应定律，当二次线圈中的磁场发生变化时，将会在其两端产生感应电动势，这导致电流在二次线圈内流动。

根据电能守恒定律，对于理想变压器来说，能量在变压器中保持不变。

因此，电源端的功率等于负载端的功率。

由于功率等于电压乘以电流，所以主线圈的电压与电流乘积等于辅助线圈的电压与电流乘积。

根据变压器线圈匝数比例的不同，可以实现电压的升降。

如果一次线圈的匝数比二次线圈的匝数多，那么输出电压将较高。

相反，如果一次线圈的匝数比二次线圈的匝数少，输出电压将较低。

理想变压器中，没有能量损耗和磁损耗，因此可以近似认为输入功率等于输出功率。

然而，在实际应用中，存在一定的能量损耗和磁损耗，这些损耗会导致变压器的效率降低。

理想变压器精选ppt课件

练习: 1.某一时刻,LC回路中振荡电流i的方向和电容两
板上的带电情况如图所示,振荡电流如何变化? 答:____________________________. 电场能怎样变化? 答:_____________________________.
2.如图,LC振荡电路:其中导线及线圈电阻不计,某瞬间回路中的电流方向如箭头所示,且电流正在增大. 则( )
电磁场变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场. 形成电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波.
电
（1）电磁波是横波；
磁
特
（2）电磁波是在真空中传播的速度;c 3.00108 m / s λf=c →不同的电磁波在其它介质中传播速度不同.
波点 f:由波源决定;v由介质和频率决定;λ由v和f决定. (3)电磁波传播不依赖于介质.
U2 n2 I2 n1
电流跟匝数成反比：
变压器
(只一原一副成立)
nn11
n2降压增流 n2升压减流
的若一原几副时：
基本
U1 n1 ;U1 n1
关
U2 n2 U3 n3
系
I1U1 I2U2 I3U3
① U1 由电源决定 U2 ,U3由电源
和匝数比决定,
I
随负载变化，
k由a合到b时， I1将增大. (B).保持U1及p的位置不变，
k由b合到a时，R消耗的功率减少.
(C).保持U1不变，k于a处，使p上滑则I1将增大.
(D).保持p位置不变，k于a处，
若U1增大，则I1增大.
2.有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用,如图所示,升压变压器匝数比为1：4, 降压器匝数比为4：1,输电线的总电阻R=4Ω, 全校共22个班,每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光则：（1）发电机输出功率多大? （2）发电机电动势多大? （3）输电效率是多少?

理想变压器原理

理想变压器原理
理想变压器基本原理
变压器是电力系统中常用的电力变换设备，它通过改变交流电压的大小，实现电能的传输和配电。

理想变压器是指在不考虑能量损耗和磁漏的情况下，变压器的电特性完全符合理论模型。

理想变压器的原理基于电磁感应定律和法拉第电磁感应定律。

变压器由一个主线圈（也称为原线圈或一次线圈）和一个副线圈（也称为次线圈或二次线圈）组成。

主线圈和副线圈通过铁芯（通常为铁心或硅钢片）连接在一起。

当主线圈中有交变电流流过时，产生的交变磁场穿过铁芯并感应到副线圈中。

通过法拉第电磁感应定律，副线圈中就会产生感应电动势，进而产生电流。

由于主线圈和副线圈的匝数比例不同，所以副线圈中产生的电压和电流与主线圈中的电压和电流之间存在着比例关系。

理想变压器的输出电压与输入电压之间的关系由变压器的变压比决定，变压比可以表示为：
变压比 = (副线圈匝数 / 主线圈匝数)
根据变压比的不同，可以实现输出电压的升高或降低。

如果变压比大于1，则输出电压会升高；如果变压比小于1，则输出
电压会降低。

需要注意的是，理想变压器的原理只适用于理论模型，实际变压器在工作过程中会存在能量损耗和磁漏等因素，因此实际的变压器效率会存在一定的损耗。

理想变压器的原理

理想变压器的原理变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，它通过电磁感应原理来实现输入电压和输出电压之间的转换。

理想变压器是指在理想条件下工作的变压器，它不存在能量损耗，磁芯没有磁滞和涡流损耗，绕组没有电阻损耗，可以实现输入输出电压的完全转换。

理想变压器的原理可以通过简单的电磁感应定律来解释。

当交流电通过主绕组时，产生的磁场会穿过副绕组，从而在副绕组中产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比，与绕组的匝数成正比。

因此，可以通过改变主绕组和副绕组的匝数比来实现输入输出电压的变换。

在理想变压器中，输入电压和输出电压之间的关系可以通过匝数比来表示。

设主绕组的匝数为N1，副绕组的匝数为N2，则输入电压与输出电压的关系可以表示为：V1 / V2 = N1 / N2。

这个关系表明了输入输出电压与匝数比的关系，当匝数比增大时，输出电压也会相应增大；当匝数比减小时，输出电压也会相应减小。

这就是理想变压器实现电压变换的基本原理。

除了电压变换外，理想变压器还可以实现电流变换。

根据电压和电流的关系，可以得出理想变压器输入输出电流的关系：I1 / I2 = N2 / N1。

这个关系表明了输入输出电流与匝数比的关系，当匝数比增大时，输入电流也会相应增大；当匝数比减小时，输入电流也会相应减小。

因此，理想变压器不仅可以实现电压变换，还可以实现电流变换，从而实现功率的匹配。

总之，理想变压器的原理是基于电磁感应定律和匝数比的关系，通过改变主绕组和副绕组的匝数比来实现输入输出电压和电流的变换。

虽然在实际应用中不存在完全理想的变压器，但理想变压器的原理对于理解和分析实际变压器的工作原理具有重要的指导意义。

理想变压器原理与公式总结

理想变压器原理与公式总结变压器的定义：为一组交变电压、电流变成另一组交变电压、电流提供能量转换途径的器件。

理想变压器的定义：在变压器定义的基础上，去除实际的影响因素，就是理想变压器。

而影响因素有如下几点：1、没有磁漏，即通过两绕组每匝的磁通量都一样；2、两绕组中没有电阻：从而没有铜损（即忽略绕组导线中的焦耳损耗）；3、铁芯中没有铁损（即忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗）；4、原、副线圈的感抗趋于，从而空载电流趋于0。

满足这些条件的变压器就叫做理想变压器。

理想变压器的经典结构：初级线圈+闭合磁芯+次级线圈。

根据变压器经典结构图，可得知其工作的过程是：当初级线圈中通过交变的电流或电压时，闭合磁芯（铁芯）里面的磁通量发生变化，使次级线圈中感应出交变电流或电压。

由上述工作过程，带出了两个疑惑：1、为什么初级线圈中通过交变的电流或电压时，会使闭合磁芯（铁芯）里面的磁通量发生变化？2为什么闭合磁芯（铁芯）里面的磁通量发生变化会使次级线圈中感应出交变电流或电压。

解决问题1：其实，上述问题1可理解为，为什么“电可以变磁”？由此，可以引入一个故事。

奥斯特实验：通电导线周围存在着磁场的实验。

奥斯特实验内容：如果在直导线的附近，放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针将发生偏转（两个磁体同性相斥，异性相吸原理）。

这一现象由丹麦物理学家奥斯特于1820年4月通过实验首先发现。

奥斯特实验表明表明通电导线周围和永磁铁体周围一样都存在磁场。

他的实验揭示了一个十分重要的本质-----电流周围存在磁场，电流是电荷定向运动产生的，所以通电导线周围的磁场实质上是运动电荷产生的。

从判定电流周围磁场方向的安培定则-----右手螺旋定则认识磁场的方向性及磁感线的特征，在此基础上，通过了解环形电流、通电螺线管磁场的磁感线，以及条形体和马蹄铁形磁体磁场的方向性。

上述实验，解释了“电生磁”的道理。

那么，再联系我们的变压器的经典结构，会发现初级线圈和次级线圈是一种螺线圈得一种绕法，而不是直接放一条导线就行了的呢？首先，如果一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形的磁场，导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。

理想变压器的工作原理

n1
6 1100 220
30匝
I(1U 2)1设原I2线U2 圈输In3 3入U 3 电UU13流Pn12为IP121312，00由1P入 1I010P出 P得 25U51： P3匝 02202600A0.36A
8
变式训练如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n180和 0n220的0两个线圈，上线圈两端与 u5s1i3n1 tV 4的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )
故变压器只有在交流电路
～
～
中工作
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能
(U1、I1)
磁场能
(变化的磁场)
电能的转化
( U2、I2)
3
理想变压器模型：没有能量损失的变压器
1.理想变压器也是一个理想化模型。 2.因为原副线圈共用一个闭合铁芯，所以:
(1)12
(2) 1 2 (3)1 2
t t
4
A．2.0 V C．12.7 V
B．9.0 V D．144.0 V
解析：
由U n11 U n22得U2
n2U1, n1
其U 中 1521 V得 ,U24521V9.0V,
因此题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0 V，故选项A正确．
9
•小结：变压器的工作原理：互感现象
1.电压关系： U 1 n1
U 2 n2
2.电流规律
P入 P出即 U1I1U2I2
I1 U2 n2 I2 U1 n1
10
谢谢
11
谢谢观赏！
高三物理
理想变压器的工作原理
芜湖市田家炳中学王海霞

变压器的数学模型资料

求取三绕组变压器导纳的方法和求取双绕组变压器导纳的方法一样。
三、自耦变压器
特点：电阻小、损耗小、运行经济、构造紧凑、电抗小、输送容量大、重量轻、便于运输
接线：Y0/Y0/Δ，第三绕组容量比额定容量小
2
P k (1 -3 )
=
P' k (1 - 3 )
SN S3
旧标准
损耗未归算
P k (2 -3 )
2〕100/100/50,第三绕组的容量仅为变压器额定容量的50%；
3〕100/50/100,第二绕组的容量仅为变压器额定容量的50%；
三绕组变压器的短路试验是依次让一个绕组开路，按双绕组变压器来测两绕组的损耗。
1〕如果变压器为第一种类型，可由提供的短路损耗直接求取各绕组的短路损耗：
P = 12 ( P + P — P ) k1
RT jXT
2、实际变压器
-jBT GT
通过短路和开路试验求RT、XT、
BT、 GT
一、双绕组变压器的参数和数学模型
1、阻抗
由于变压器短路损耗 P 近似等于额定电流流过变 K
压器时上下压绕组中的总铜耗P C u ,即
而铜耗与电阻之间有如下关系 PK PCu
P = 3I 2R = 3(
Cu
NT
S
3、等值电路
课堂小结
一、理想变压器的特点二、双绕组变压器参数计算〔阻抗、导纳〕三、三绕组变压器参数计算〔阻抗、导纳〕四、自耦变压器参数计算
课后作业
1、稳固复习变压器的参数计算方法〔公式〕 2、预习标幺制
Thank You ! 不尽之处，恳请指正！
k ( 1— 2 )
k ( 3—1 )
k( 2—3 )

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