交流电的基本知识及变压器原理
变压器的原理及分类
变压器的原理及分类1、变压器的原理变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。
它有一个共用的铁芯和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。
当某一个绕组从电源接受交流电能时，通过电感生磁、磁感生电的电磁感应原理改变电压（电流），在其余绕组上以同一频率、不同电压传输出交流电能。
因此，变压器的主要结构就是铁芯和绕组。
铁芯和绕组组装了绝缘和引线之后组成变压器的器身。
器身一般在油箱或外壳之中，再配置调压、冷却、保护、测温和出线等装置，就成为变压器的结构整体。
2、变压器的分类按照单台变压器的相数来区分,可以分为三相变压器和单相变压器。
在三相电力系统中,一般应用三相变压器，当容量过大且受运输条件限制时，在三相电力系统中也可以应用三台单相式变压器组成变压器组。
按照绕组的多少来分，可分为双绕组变压器和三绕组变压器。
通常的变压器都为双绕组变压器，即在铁芯上有两个绕组，一个为原绕组，一个为副绕组。
三绕组变压器为容量较大的变压器（在5600千伏安以上），用以连接三种不同的电压输电线。
在特殊的情况下，也有应用更多绕组的变压器。
按照结构形式来分类，则可分为铁芯式变压器和铁壳式变压器。
如绕组包在铁芯外围则为铁芯式变压器；如铁芯包在绕组外围则为铁壳式变压器。
二者不过在结构上稍有不同，在原理上没有本质的区别。
电力变压器都系铁芯式。
按照绝缘和冷却条件来分，可分为油浸式变压器和干式变压器。
为了加强绝缘和冷却条件，变压器的铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中。
二、油浸式变压器1、油浸式变压器的分类目前，在无人值班变电站中用的较多的是油浸式变压器。
最初的变压器都是空气冷却的。
后来变压器的容量越做越大，电压也逐步提高，用空气来冷却和作为绝缘就越来越困难，因此就产生了油浸式变压器，把变压器浸在盛于铁箱中的油内。
变压器油是从石油中提炼出来的，有很好的绝缘性能，它除了作为绝缘介质外，还作为一个散热的煤介。
铁箱除了作为油的容器外，还提供了一个对周围空气的散热面。
三相变压器的原理及应用
三相变压器的原理及应用1. 引言三相变压器是电力系统中常用的电气设备之一，用于变换或调节电压。
它由三个相同的独立绕组组成，主要由铁芯和绕组构成。
本文将介绍三相变压器的原理以及其在不同应用场景中的应用。
2. 三相变压器的原理三相变压器的原理基于法拉第电磁感应定律。
当一根通有交流电的导线放置在另一根导线附近时，导线中会产生感应电动势，从而形成电场。
同样的原理适用于变压器中的绕组。
三相变压器内的三个绕组分别为一次绕组、二次绕组和三次绕组。
当主绕组通电时，会在铁芯中产生磁场，并感应到次级绕组中，从而产生电动势。
3. 三相变压器的工作原理三相变压器通过互感原理工作。
主绕组中通入的交流电产生的磁场会感应到次级绕组中，从而在次级绕组中产生交流电。
主绕组和次级绕组的绕组匝数决定了输入和输出电压之间的比例关系。
三相变压器通常具有三个独立绕组，每个绕组与其他绕组隔离，以确保系统的稳定性。
4. 三相变压器的应用4.1 发电厂三相变压器在发电厂中广泛应用。
发电厂产生的电力通常是在高电压下输送到远距离，然后在互联变电站中通过三相变压器将其变换成合适的电压供应给用户。
这样可以有效减少输电线路的损耗。
4.2 电力分配三相变压器在电力分配系统中起到关键作用。
在变电站中，电力通常从高电压变换为更低的电压，以供应给城市和工业区域。
三相变压器被用来调节电压和电流，并确保电力分配系统的安全运行。
4.3 充电站随着电动汽车的普及，充电站也越来越多。
在充电站中，三相变压器用于将电网提供的电力转换为适合电动汽车充电的电压和频率。
这样可以提高充电效率并确保充电设备的安全运行。
4.4 工业应用在工业领域中，三相变压器被广泛用于供电设备，如电机。
它将高电压变换为适合电机运行的低电压，从而满足工业生产的需求。
三相变压器的高效率和可靠性使其成为工业应用中的理想选择。
5. 结论三相变压器是电力系统中不可或缺的重要组成部分。
它通过互感原理将高电压变换为合适的电压，以满足不同应用场景的需求。
第一节交流电的产生和描述【知识预习】1.我们把的电流,称为交变电流
第一节交流电的产生和描述【知识预习】1.我们把的电流，称为交变电流，俗称交流电。
2.交流电的产生：将线圈置于中，并绕垂直于磁感线的轴，就会产生正（余）弦交变电流。
3.中性面：（1）线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为。
（2）线圈转动一周，次经过中性面，线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
4.线圈经过位置时，感应电动势最大，感应电动势的最大值为E m=(设线圈的面积为S、匝数为N、磁感应强度为B、线圈绕轴转动的角速度为ω)5.交流的有效值：根据电流的来规定的，即用直流和交流分别给同一个电阻供电，若果在相同的时间内产生的电热相同，我们就把直流叫做交流的有效值。
我们平时所说的照明电压220V，动力电压380V指的都是交流的有效值。
另外，用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流，交流电压表、电流表所测量的读数都指的是交流的有效值。
对于正、余弦交流电，最大值与有效值的关系为：E= ；U= ；I= 。
【预习检测】1.我国交流电的周期为50Hz，那么1min内电流的方向改变多少次？2.一正弦交变电流的最大值为5A，它的有效值是多少？3.下列关于中性面位置的说法中，正确的是：A.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势最大B.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电动势最大C.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势为零D.线圈每经过中性面位置一次，感应电流的方向改变一次。
*4.如图所示，一矩形线圈abcd置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴O以角速度ω从位置Ⅰ开始逆时针匀角速转动，经过时间t到达位置Ⅱ，试写出线圈处于位置Ⅱ时的感应电动势的表达式。
（ab=l1，cd=l2）5.某正弦交流电的图像如图所示，则由图像可知：A.该交流电的频率为0.02Hz BB.该交流电的有效值为14.14AC.该交流电的瞬时值表达式为i =20sin(0.02t)D.在t=T/8时刻，该交流的大小与其有效值相等 【典例精析】 1.交流电的产生【例题1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 变化的规律如图所示，则下列说法中正确的是：A. t 1时刻通过线圈的磁通量为零B. t 2时刻通过线圈磁通量的绝对值最大C. t 3时刻通过线圈磁通量的变化率最大D.每当感应电动势e 变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都是最大的 【分析】【跟踪练习1】线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图像如图所示，由此可知：A.在A 和C 时刻线圈处于磁通量变化率最大的位置B.在A 和C 时刻穿过线圈的磁通量为最大C.在B 时刻到D 时刻，穿过线圈的磁通量现变大后变小D.若从A 时刻到B 时刻经过0.01s ，则在1s 内交变电流的方向改变50次【例题2】如图所示，矩形线圈abcd （已知ab 边长为L 1，ad 边长为L 2）在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′ 轴以角速度ω从图示位置开始匀角速转动，则线圈中感应电动势的大小为： A.2/sin 21t L BL ωω B. 2/cos 21t L BL ωω C.t L BL ωωsin 21 D.t L BL ωωcos 21【分析】【跟踪练习2】如图所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′ 匀速转动，沿着OO′ 观察，线圈沿逆时针方向转动。
变压器的工作原理高中物理
变压器的工作原理1. 引言变压器是电路中常见的电器设备，它可以改变交流电的电压大小。
在高中物理学习中，我们经常接触到变压器，本文将深入探讨变压器的工作原理。
2. 变压器的结构一个基本的变压器由两个线圈（绕组）和铁芯组成。
有两种线圈：一个是输入线圈，通常被称为初级线圈；另一个是输出线圈，通常称为次级线圈。
铁芯则用来连接两个线圈，并传递磁场。
3. 工作原理3.1. 麦克斯韦-安培定律根据麦克斯韦-安培定律，通过一定的导体中的任何闭合路径上的电流总和等于该路径上包围的磁通量的变化率。
这一定律解释了变压器中的电磁感应现象。
3.2. 原理当交流电流流过初级线圈时，产生一个交变磁场，这个磁场会穿越到次级线圈，从而诱导出次级线圈中的感应电动势。
根据感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
通过这种方式，变压器可以实现电压的升降。
4. 变压器的应用4.1. 调压变压器可以用来调整电力系统中的电压，使电压适合于传输、分配和使用。
4.2. 电力传输在电力传输中，变压器被用来升高或降低输送电压，以减少电能损耗。
4.3. 电力分配在电力分配系统中，变压器用来将高电压的电流转变为低电压的电流，方便用户使用。
5. 总结变压器是电路中不可或缺的设备之一，它通过电磁感应的原理实现了电压的升降，广泛应用于电力系统中。
在学习变压器的工作原理时，了解其结构与原理，可以更好地理解电路中的电磁现象。
希望本文能帮助您更深入地了解变压器的工作原理。
以上就是关于变压器工作原理的介绍，希望可以对您有所帮助。
变压器原理介绍
变压器原理介绍
变压器是一种基于电磁感应原理工作的电力设备，它主要用于改变交流电的电压大小。
其主要由两个或多个线圈（一般称为初级线圈和次级线圈）组成，这些线圈通过一个共同的铁芯连接，使得线圈之间的耦合达到最大。
变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和电感耦合的原理。
当交流电通过初级线圈时，流经导线的电流会产生磁场，这个磁场会通过铁芯传导到次级线圈中，使其产生感应电动势。
这样，当初级线圈上的交流电电压变化时，次级线圈上也会产生相应大小的电压变化。
根据变压器的原理，可以推导出两个重要的公式：
1. 变压器的电压比等于次级线圈的匝数与初级线圈的匝数之比，即：
电压比 = 次级线圈匝数 / 初级线圈匝数
2. 变压器的电流比等于初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比，即：
电流比 = 初级线圈匝数 / 次级线圈匝数
根据这两个公式，可以实现电压的升高或降低，并且在变压器中保持功率守恒。
当电压比大于1时，变压器被称为升压变压器，用于将低电压升高到高电压；而当电压比小于1时，变压器被称为降压变压器，用于将高电压降低为低电压。
变压器广泛应用于电力系统中，用于将发电厂产生的高电压输
送到远距离，并在配电站等地方将电压降低供给用户使用。
同时，变压器也被广泛用于各种电子设备中，用于提供不同的电压供给不同的电路部件。
变压器的工作原理
变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程。
二、基本原理1. 电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中运动或者磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
变压器利用这一原理实现电压的转换。
2. 互感现象互感现象是指两个或者多个线圈通过磁场相互耦合时，其中一个线圈中的电流变化会在其他线圈中产生感应电动势。
变压器中的两个线圈分别称为主线圈和副线圈。
三、变压器的结构1. 铁心变压器的铁心是由硅钢片叠压而成，主要作用是提高磁通的传导性能，并减少铁损耗。
2. 主线圈主线圈是变压器的输入线圈，通常由较粗的导线绕制而成。
当主线圈中通过交流电流时，会在铁心中产生磁场。
3. 副线圈副线圈是变压器的输出线圈，通常由较细的导线绕制而成。
副线圈通过互感现象与主线圈相连，将主线圈中的磁场转换为感应电动势。
四、变压器的工作过程1. 变压器的工作原理可以分为两个阶段：磁场建立和磁场消失。
2. 磁场建立阶段当交流电通过主线圈时，产生的交变电流会在主线圈中产生交变磁场。
由于主线圈和副线圈之间的互感作用，副线圈中也会产生交变电动势。
3. 磁场消失阶段当交流电的方向改变时，主线圈中的交变磁场也会改变方向。
这个变化的磁场会在副线圈中产生感应电动势，导致副线圈中的电流方向发生变化。
4. 变压器的电压转换根据互感现象，变压器中主线圈和副线圈的匝数比可以决定输出电压与输入电压的比例关系。
当主线圈匝数较大时，输出电压相对较低；当主线圈匝数较小时，输出电压相对较高。
五、总结变压器是一种基于电磁感应和互感现象的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它由铁心、主线圈和副线圈组成。
变压器的工作过程包括磁场建立和磁场消失两个阶段，通过互感现象实现电压的转换。
变压器在电力系统中起到了重要的作用，广泛应用于输电、配电和电子设备中。
变压器的工作原理
变压器的工作原理概述：变压器是一种通过电磁感应原理来改变交流电压的设备。
它由两个或者更多的线圈组成，通过电磁感应的作用，将输入线圈的电压转换为输出线圈的电压。
变压器广泛应用于电力系统、电子设备、通信系统等领域。
一、基本原理：变压器的工作原理基于电磁感应现象。
当通过输入线圈（称为初级线圈）的交流电流发生变化时，会产生一个交变磁场。
这个交变磁场穿过输出线圈（称为次级线圈），在次级线圈中产生感应电动势，从而产生输出电压。
二、主要构成：1. 线圈：变压器由两个或者多个线圈组成，分别称为初级线圈和次级线圈。
初级线圈通常与电源相连，次级线圈通常与负载相连。
线圈通常由绝缘导线绕制而成。
2. 铁芯：铁芯是变压器的磁路部份，用于增强磁场的传导。
铁芯通常由铁矽合金制成，具有较高的磁导率和低的磁阻。
三、工作过程：1. 变压器的工作基于法拉第电磁感应定律。
当交流电通过初级线圈时，产生的交变磁场会穿过次级线圈，从而在次级线圈中产生感应电动势。
2. 感应电动势的大小与初级线圈和次级线圈的匝数之比成正比。
如果次级线圈的匝数大于初级线圈的匝数，输出电压将高于输入电压；反之，输出电压将低于输入电压。
3. 变压器的工作过程中，会有一定的能量损耗。
这些损耗主要包括铁芯损耗和线圈损耗。
铁芯损耗是由于铁芯中的涡流和磁滞现象引起的，线圈损耗是由于线圈中的电阻产生的。
四、变压器的类型：1. 根据用途分类：- 电力变压器：用于电力系统中的电能传输和分配。
- 隔离变压器：用于隔离电源和负载，提供额外的安全保护。
- 自耦变压器：次级线圈与初级线圈共享部份匝数，适合于一些特殊应用。
2. 根据结构分类：- 贴片变压器：线圈和铁芯密切结合在一起，适合于小型电子设备。
- 箱式变压器：线圈和铁芯封装在一个箱体中，适合于工业和商业应用。
- 油浸式变压器：线圈和铁芯浸泡在绝缘油中，提供更好的散热和绝缘性能。
五、应用领域：1. 电力系统：变压器在电力系统中起到电能传输和分配的关键作用。
高中物理选修3-2 第五章交流电-4.变压器(课件)(共70张PPT)
A组能力训练题1 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列 的哪个物理量不一定相等：（ B ） A、交变电流的频率 B、电流的有效值 C、电功率 D、磁通量的变化率
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A组能力训练题2 2、变压器在使用中，下列说法中正确的是（ AC ） A.原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的 增大而增大 B.原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增 大而增大 C.当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流 D.当副线圈空载时，原线圈上电压为零
解析：对于一定的变压器来说，U2由U1决定，I1由I2 决定，P1由P2决定。
27
A组能力训练题7
7. 利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电
流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100, 交流电流表 A的示数是50mA，则被测电路的电流为（ B ）
A. 0.5A B. 5A C. 0.5mA D. 50mA
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例1、 一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别 为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功 率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则 （ BC ） A．U1＞U2，P1＜P2 B．P1＝P2 ，I1＜I2， C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2
解析：本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解. 因理想变压器电压与匝数的成正比关系，
U1 U2 ΔU n1 n2 Δn 现副线圈电压下降3V，故U1:n1=3:18，
解得：n1=1320匝。
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例3、 有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副
线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通,
解见下页 19
解析： 电键接1时，灯均正常发光，表明 I1=I2', I2=4I1，n1/n2=I2/I1=4, 变压器为降压变压器
变压器的工作原理(变压器工作)
例 4.2 已知某一变压器 Ｎ１＝1000, Ｎ２＝100, Ｕ１＝20 Ｖ, Ｉ２＝2Ａ, 负载为纯电阻, 忽略变压器的漏磁和损耗, 求 负载为纯电阻, 忽略变压器的漏磁和损耗, 变压器的副边电压Ｕ２、原边电流Ｉ１和输入、输出功率。 解 变压比：K =
N1 1000 = = 10; N 2 100
Ｅ２低一些。 因为变压器内部压降一般小于额定电压的
１０％, 因此变压器有无负载对电压比的影响不大, １０％, 因此变压器有无负载对电压比的影响不大, 可以 认为负载运行时变压器原、 副绕组的电压比仍然基本上 等于原、 副绕组匝数之比。
i 10
Φ
i2
u1
e1
N1
e2 N2
u 20
ZL
图2-38 变压器的负载运行
或
N1 N1 2477 N2 = = = ≈ 225 220 K U1 U2 20
2） 负载运行和电流变换 如图 2 - 38所示, 变压器的原绕组接交流电压u１, 副 38所示, 变压器的原绕组接交流电压u 绕组接上负载ＺL, 这种运行状态称为负载运行。 这时副 边的电流为ｉ２, 原边电流由ｉ10增大为ｉ１, 且u２略有下 降, 这是因为有了负载后, ｉ１、ｉ２会增大, 原、 副绕组 这是因为有了负载后, 会增大, 本身的内部压降也要比空载时增大, 本身的内部压降也要比空载时增大, 使副绕组电压Ｕ２比
. .
.
I 1 N2 1 = = I2 N 1 K
(2.37)
由式（2.37）可见, 当变压器额定运行时, 由式（2.37）可见, 当变压器额定运行时, 原、 副边的 电流之比近似等于其匝数之比的倒数。若改变原、 副绕组 的匝数, 的匝数, 就能够改变原、 副绕组电流的比值, 这就是变压器 副绕组电流的比值, 的电流变换作用。 不难看出， 变压器的电压比与电流比互为倒数, 因此匝 变压器的电压比与电流比互为倒数, 数多的绕组电压高, 电流小; 匝数少的绕组电压低, 数多的绕组电压高, 电流小; 匝数少的绕组电压低, 电流大。
高考物理交流电必考知识点
高考物理交流电必考知识点随着社会科技的不断进步，电力成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而在物理学中，交流电是一种重要的电路结构，其在高考中经常出现。
本文将深入讨论高考物理交流电的必考知识点，以帮助考生更好地备考。
1. 什么是交流电交流电又称交流电流，是指电流的大小和方向随时间的变化而周期性地改变。
与之相对的是直流电，直流电的大小和方向不随时间的变化而改变。
交流电的波形通常用正弦曲线表示，其周期表示了电流一次从正向到负向再回到正向的完整过程。
2. 变压器的原理与应用变压器是交流电路中常见的元件，其原理基于电磁感应。
变压器由两个线圈（分别称为初级线圈和次级线圈）和一个铁心组成。
当在初级线圈中通入交流电时，变压器会通过电磁感应将电能从初级线圈传递到次级线圈中，从而改变电压的大小。
利用变压器，我们可以实现电压的升高或降低，从而适应不同设备的使用需求。
3. 交流电的频率与周期交流电的频率表示了电流在单位时间内完成周期性改变的次数。
单位为赫兹（Hz），常见的交流电频率为50Hz或60Hz。
频率与周期的关系是频率等于1除以周期，即f = 1/T。
高考中经常提到的电压、电流的频率就是指交流电的频率。
4. 交流电的有效值与峰值交流电的有效值表示了相同功率时所需要的直流电的大小。
对于正弦交流电而言，有效值通常是其峰值的1/√2。
在实际应用中，我们常常关心的是交流电的有效值，因为它可以更好地反映电流的实际强度。
5. 交流电的电压与电流之间的相位关系交流电的电压与电流之间存在一定的相位差。
相位差可以用角度或时间表示。
对于正弦交流电而言，电压与电流之间的相位差通常为90度（π/2弧度）。
在电路中，交流电的电流和电压的相位差会影响电路元件的工作状态和能量的传递。
6. 交流电的电阻与电感在交流电路中，电阻和电感是两个常见的元件。
电阻是电流通过时产生电场能量损失的元件，其阻碍电流通过的能力称为电阻。
而电感则是电流通过时产生磁场能量的元件，其能够储存电能。
变压器调档原理
变压器调档原理变压器是一种常见的电气设备，用于改变交流电的电压。
在实际应用中，我们经常需要对变压器进行调档，以满足不同的电压需求。
那么，变压器调档的原理是什么呢？首先，我们需要了解变压器的基本结构。
一个基本的变压器由两个线圈组成，它们分别被称为初级线圈和次级线圈。
这两个线圈之间通过一个铁芯相连。
当交流电通过初级线圈时，会在铁芯中产生磁场，从而诱导出次级线圈中的电压。
根据电磁感应定律，次级线圈中的电压与初级线圈中的电压之比等于两个线圈中的匝数之比。
这就是变压器调档的基本原理。
在实际应用中，我们可以通过改变初级线圈和次级线圈的匝数来实现变压器的调档。
当需要升压时，我们可以增加初级线圈的匝数或者减少次级线圈的匝数；当需要降压时，我们可以减少初级线圈的匝数或者增加次级线圈的匝数。
通过这种方式，我们可以实现对变压器输出电压的调节。
除了通过改变线圈的匝数来调档外，我们还可以通过改变铁芯的磁导率来实现变压器的调档。
磁导率是指材料对磁场的导磁能力，不同的材料具有不同的磁导率。
通过使用不同磁导率的材料或者改变铁芯的截面积，我们可以改变铁芯中的磁场分布，从而实现变压器的调档。
此外，我们还可以通过改变变压器的连接方式来实现调档。
变压器可以采用星形连接或者三角形连接。
在星形连接中，初级线圈和次级线圈的一个端点相连，而另一个端点分别接地；在三角形连接中，初级线圈和次级线圈的一个端点相连，而另一个端点则相连。
通过改变连接方式，我们可以改变变压器的输出电压，实现调档的目的。
总的来说，变压器调档的原理主要包括改变线圈的匝数、改变铁芯的磁导率以及改变连接方式。
通过这些方法，我们可以实现对变压器输出电压的调节，满足不同的电压需求。
希望本文能够帮助大家更好地了解变压器调档的原理，为实际应用提供参考。
变压器知识培训资料全
预防性试验
按照规程要求对变压器进行预防 性试验，如绝缘电阻测量、直流 电阻测量、变比测量等，以发现 潜在故障，确保变压器安全可靠
运行。
油品维护
定期检查变压器油品质量，及时 更换劣化油品，保持油品清洁干 燥，防止油品老化影响变压器绝
缘性能。
变压器的故障诊断与排除
常见故障类型
变压器常见故障包括绕组故障、铁芯故障、油质劣化等。这些故障可能导致变压器温升异 常、噪音增大、油品变黑等现象。
电压等级
根据电网的电压等级选择相应的变压器，确保变压器的额 定电压与电网电压相匹配。
效率和损耗
选择高效率、低损耗的变压器，以降低运行成本和节约能 源。
变压器的设计方法
磁芯选择
线圈设计
根据变压器的工作频率、磁通密度和温升 要求，选择合适的磁芯材料和形状。
绝缘设计
确定原边和副边线圈的匝数、线径和绕制 方式，以满足变压器的电压比、电流和阻 抗要求。
并列运行方式
两台或多台变压器并列运行，以提高供电可靠性和容量的方式。并列运 行要求变压器的额定电压、额定频率和阻抗等参数相同，以确保负荷均 匀分配。
变压器的日常维护
定期检查
定期对变压器进行外观检查、油 位检查、油温检查等，确保变压 器处于正常工作状态。同时，检 查变压器周围环境，确保通风良
好，无杂物堆积。
变压器的温升与效率评估
温升测试：在额定负载下，测量变压器 的温升，可以判断变压器的散热性能是
否良好，以及是否存在过热现象。
效率评估：通过比较变压器的输入功率 与输出功率，可以计算出变压器的效率 。高效率的变压器能够降低能源损耗，
提高能源利用效率。
以上是关于变压器性能测试与评估的一 些主要内容。通过这些测试与评估，可 以全面了解变压器的性能状况，确保变 压器在正常运行时具有良好的电气性能
变压器简介
变压器1概述变压器是输送交流电时所使用的一种变电压和变电流的设备，它主要是通过磁路的耦合作用把某一数值的交变电压和交变电流变换为同频率的另一数值的交变电压和电流。
由于输电线路输送的电功率P=√3* U线*I线*COS Φ在输送电功率P和功率因数COS Φ顶定值的情况下，输电电压U线越高，输电电流I线越小，而输电线路上的能量损失为P 损=I2线*R线，因此，提高输电电压，减小束电流，可以降低电能在输电线路上的损失。
在保持线路容许损耗的情况下则可以减小输电导线的截面积，节约有色金属。
我国目前远距离交流输电线路电压都在35KV及以上，如110KV，220KV，330KV，500KV 等，这样高的电压，不论从发电机的制造成本还是从安全运行的角度考虑，都是不允许由发电机直接产生的。
因此在远距离输电前都必须用变压器把电压升高到所需的电压等级，这就需要升压变压器。
在用电方面，由于各类用电器所需电压不一，多数用电器为220V，380V，少数的高压电动机为300V，600V,1000V，有些场合还需要36V,24V,等安全电压，这些都要用到变压器把输电线路上的高电压降低到所需的电压值，这就是降压变压器。
电力变压器随着额定电压的升高，其输送能量和输送距离也相因增大。
它们之间的关系如表1-1所表1-1（电力系统示意图—所示）可见，变压器示电力系统和供电系统不可缺少的重要电气设备。
变压器在改变电压的同时，也改变了线路冲的电流，所以从这个意义上讲，变压器也是变流器。
另外，变压器还可以用来变换阻抗，改变相位等。
变压器的种类很多，根据用途可分为输配电用的电力变压器；治金用的电炉变压器；电解用的整流变压器；焊接用的电焊变压器；试验用的试验变压器；测量用的仪用互感器；干式变压器等根据铁芯结构型式的不同，又可分为芯式和壳式两种。
根据原副绕组的数目多少，可分为两绕组和三绕组变压器，根据冷却方式的不同，可分为油冷和空气冷却，根据相数的不同可分为单相和三相，尽管变压器的种类很多，结构各异，但它们的基本结构和工作原理是以样的。
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。
变压器的工作原理
课堂练习
1.下列电路，能够实现降压的( )。
A.
B.
2.已知变压器初级线圈匝数为2200匝，次级匝数为110匝， 接在220V的交流电源上，则变压比K，二次侧电压为多少？
变换交流电流
输入功率与输出功率关系
因所因所为以为以U理理1I想想1cP变变o1 s压压P1器器2无输U2能出I2量功co损率s失应2，等根于1，据输能入2 相量功差守率很恒。小U定1律I1 ， U2I2
（2）线圈绕组的电阻不计，无铜损现象．
（3）铁芯中的感应涡流不计，铁芯不发热，无铁 损现象．
变换交流电压
端电压与电动势关系
E1
N1
t
E2
N2
t
忽略线圈内阻
U1 E1 U2 E2
电压比
U1 E1 N1 k U2 E2 N2
k :变压比
结论1 注变意压：器此一公次式、无二次论绕变组压的器端工电作压之在比空等载于还两是个有绕组负的载匝， 都数适比用。。
2.变换交流电压 I1 N2 1
I2 N1 k
3.变换交流电压
Z1
2
N
1
Z2
N 2
k 2 Z2
课后拓展
如果有两个二次测绕组,则 各绕组中电压、电流与匝 数的关系怎样？
作业布置
习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） P195 问答与计算题（1）～（3）。
课后拓展
U1
u1
E1
U2
一次绕组
i2 u1 产生交变的磁场
E2 u2 ZL
由电磁感应定律可知， u2 交变磁通在一次、二 二次绕组 次绕组中产生感应电
简述变压器的工作原理及作用
简述变压器的工作原理及作用
一、工作原理
变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，其工作原理基于电磁感应定律。
当交流电流通过变压器的初级线圈时，产生一个交变磁场，这个磁场会穿过次级线圈，导致次级线圈中感应出电动势，并使次级线圈中的电流产生变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会导致次级线圈中电压的变化，从而实现了电压的升高或降低。
二、作用
1.电压变换：变压器可以将输入的交流电压升高或降低到需要的电压
值，满足不同电器设备的工作要求。
2.功率匹配：通过变压器可以实现输入端和输出端功率的匹配，避免
电路中功率的浪费和损耗。
3.隔离保护：变压器能够提供电气设备之间的电气隔离，保护电气设
备和人员的安全。
4.电流调节：通过变压器可以控制电路中的电流大小，实现对电流的
调节和限制。
5.电能传输：变压器在电力传输和配电系统中起到重要作用，将发电
厂产生的高压电能转换为低压用于供电。
综上所述，变压器是电气工程中常用的设备之一，通过改变电压实现对电路的调节和保护，对于电力系统的稳定运行和电气设备的正常工作都至关重要。
220变12v变压器原理
220变12v变压器原理
220V变12V变压器的原理是利用电磁感应原理来实现电压转换。
变压器由两个共用磁路的线圈组成，一个称为主线圈（也称为输入线圈或高压线圈），另一个称为副线圈（也称为输出线圈或低压线圈）。
首先，将220V的交流电源连接到主线圈上。
当交流电流通过主线圈时，它会产生一个交变磁场，这个磁场由主线圈的匝数和电流强度决定。
接下来，副线圈与主线圈通过磁力耦合相连。
由于电磁感应现象，主线圈中交变的磁场会诱发副线圈中的感应电动势，这导致在副线圈上产生一段交变电压。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的感应电压与主线圈中的感应电压成正比，比例系数取决于主副线圈的匝数比。
在这种情况下，由于副线圈的匝数比主线圈的匝数少，所以副线圈中的电压会相应降低。
最后，从副线圈上获取的电压是12V的低压电源。
这样就实现了从220V到12V的电压转换。
值得注意的是，变压器只适用于交流电，并且主线圈和副线圈之间必须有磁力耦合。
变压器原理
变压器变压器变压器的是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
变压器的意义发电厂欲将P=3UIcosφ的电功率输送到用电的区域，在P、cosφ为一定值时，若采用的电压愈高，则输电线路中的电流愈小，因而可以减少输电线路上的损耗，节约导电材料。
所以远距离输电采用高电压是最为经济的。
目前，我国交流输电的电压最高已达500kV。
这样高的电压，无论从发电机的安全运行方面或是从制造成本方面考虑，都不允许由发电机直接生产。
发电机的输出电压一般有3.15kV、6.3kV、10.5 kV、15.75 kV等几种，因此必须用升压变压器将电压升高才能远距离输送。
电能输送到用电区域后，为了适应用电设备的电压要求，还需通过各级变电站（所）利用变压器将电压降低为各类电器所需要的电压值。
在用电方面，多数用电器所需电压是380V、220V或36 V，少数电机也采用3kV、6kV等。
变压器分类按其用途不同，有电源变压器、电力变压器，调压变压器，仪用互感器，隔离变压器。
按结构分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器及自耦变压器。
按铁心结构分为壳式变压器和心式变压器。
按相数分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。
变压器的种类虽多，但基本原理和结构是一样的。
变压器的基本结构（1）铁心变压器压器由套在一个闭合铁心上的两个或多个线圈（绕组）构成，铁心和线圈是变压器的基本组成部分。
铁心构成了电磁感应所需的磁路。
为了减少磁通变化时所引起的涡流损失，变压器的铁心要用厚度为0.35～0.5mm的硅钢片叠成。
片间用绝缘漆隔开。
铁心分为心式和客式两种。
（2）线圈变压器和电源相连的线圈称为原绕组（或原边, 或初级绕组），其匝数为N 1 ，和负载相连的线圈称为副绕组（或副边, 或次级绕组），其匝数为N 2 。
绕组与绕组及绕组与铁心之间都是互相绝缘的。
变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。
交流电的基本知识及变压器原理
§ 4.交变电流电磁场和电磁波一、正弦交变电流目的要求复习交流电的基本知识及变压器原理知识要点1.正弦交变电流的产生当闭合线圈由中性面位置（图中O1O2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e=E m sin®t,其中E m=nBS w。
这就是正弦交变电流。
2.交变电流的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，02 就把这一直流的数值叫做这一交流的有效⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的、.2 /2倍⑵通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。
（电容器的耐压值是交流的最大值。
）3•正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。
以电动势为例：最大值用E m表示，有效值用E表示，瞬时值用e表示, 平均值用E表示。
它们的关系为：E=E m/、.2，e=E m Si n® t。
平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：E=n 。
特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。
生活中用的市电电压为220V，其最大值为220、.2 V=311V（有时写为310V），频率为50H z，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV。
4.理想变压器理想变压器的两个基本公式是：⑴巴，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
U 2 “2⑵P入=卩出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
需要特别引起注意的是：⑴只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有:UihI 2z \2⑵变压器的输入功率由输出功率决定， 往往用到：='凹；/R ，即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比， 与 原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成反比。
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§4.交变电流 电磁场和电磁波一、正弦交变电流目的要求复习交流电的基本知识及变压器原理。
知识要点1. 正弦交变电流的产生当闭合线圈由中性面位置（图中O 1O 2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e =E m sin ωt ，其中E m =nBS ω。
这就是正弦交变电流。
2.交变电流的有效值 交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的2/2倍。
⑵通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。
（电容器的耐压值是交流的最大值。
）3.正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。
以电动势为例：最大值用E m 表示，有效值用E 表示，瞬时值用e 表示，平均值用E 表示。
它们的关系为：E =E m /2，e =E m sin ωt 。
平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：tn E ∆∆Φ=。
特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。
生活中用的市电电压为220V ，其最大值为2202V=311V （有时写为310V ），频率为50H Z ，所以其电压即时值的表达式为u =311sin314t V 。
4.理想变压器理想变压器的两个基本公式是：⑴ 2121n n U U =，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
⑵P 入=P 出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
需要特别引起注意的是：⑴只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：12212211,n n I I I U I U ==2⑵变压器的输入功率由输出功率决定，往往用到：R n U n I U P /2112111⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==，即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比，与原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成反比。
式中的R 表示负载电阻的阻值，而不是“负载”。
“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。
实际上，R 越大，负载越小；R 越小，负载越大。
这一点在审题时要特别注意。
5.远距离输电 一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。
并按照规范在图中标出相应的物理量符号。
一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n 1、n 1/ n 2、n 2/，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。
从图中应该看出功率之间的关系是：P 1=P 1/，P 2=P 2/，P 1/=P r =P 2。
电压之间的关系是：2122221111,,U U U n n U U n n U U r +=''=''='。
电流之间的关系是：2122221111,,I I I n n I I n n I I r ==''=''='。
可见其中电流之间的关系最简单，21,,I I I r '中只要知道一个，另两个总和它相等。
因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。
分析和计算时都必须用r I U r I P r r rr ==,2，而不能用r U P r 21'=。
特别重要的是要会分析输电线上的功率损失S U S L U P P r 212111'∝⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'=ρ，由此得出的结论：⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。
两者相比，当然选择前者。
⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥，还能少占用土地。
例题分析例1：交流发电机的转子由B ∥S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V ，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为＿＿V 。
解：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为U m =2U =20V 。
而转过30°时刻的瞬时值为u =U m cos30°=17.3V 。
例2：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。
求该交流电的有效值I 。
2/ D r D解：该交流周期为T =0.3s ，前t 1=0.2s 为恒定电流I 1=3A ，后t 2=0.1s 为恒定电流I 2= -6A ，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为I ，根据定义有：I 2RT =I 12Rt 1+ I 22Rt 2 带入数据计算得：I =32A例3：交流发电机转子有n 匝线圈，每匝线圈所围面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r ，外电路电阻为R 。
当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R 的电荷量q 为多少？⑵R 上产生电热Q R 为多少？⑶外力做的功W 为多少？解：⑴按照电流的定义I =q /t ，计算电荷量q 应该用电流的平均值：即()()rR nBS q r R t nBS r R t n r R E I t I q +=∴+=+∆Φ=+==,,而，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。
⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q ，再按照内外电阻之比求R 上产生的电热Q R 。
()()()()22222222224,4222)(r R R S B n Q r R R Q r R S B n r R nBS r R E t r R I Q R +=+=+=+=⋅+=+=πωπωωπωωπ。
这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。
⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。
因此W =Q ()r R S B n +=4222πω。
一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。
例4：左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。
此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 A.110VB.156VC.220VD.311V解：从u -t 图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V ；后半周期电压为零。
根据有效值的定义，02212+⋅=T R U T R U ，得U =156V ，选B 。
例5：理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n 1=1760匝、n 2=288匝、n 3=8000匝，电源电压为U 1=220V 。
n 2上连接的灯泡的实际功率为36W ，测得初级线圈的电流为I 1=0.3A ，求通过n 3的负载R的电流RL t /10-2sI 3。
解：由于两个次级线圈都在工作，所以不能用I ∝1/n ，而应该用P 1=P 2+P 3和U ∝n 。
由U ∝n 可求得U 2=36V ，U 3=1000V ；由U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3和I 2=1A 可得I 3=0.03A 。
例6：在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。
如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是A. B. C. D.解：电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。
监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。
选A 。
例7：学校有一台应急备用发电机，内阻为r =1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R =4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V ，40W ”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损耗的电功率多大？解：⑴所有灯都正常工作的总功率为22×6×40=5280W ，用电器总电流为242205280222==''='U P I A ，输电线上的电流64221='==='I I I I R A ，降压变压器上：U 2=4U 2/=880V ，输电线上的电压损失为：U r =I R R =24V ，因此升压变压器的输出电压为U 1/=U R +U 2=904V ，输入电压为U 1=U 1//4=226V ，输入电流为I 1=4I 1/=24A ，所以发电机输出功率为P 出=U 1I 1=5424W⑵发电机的电动势E =U 1+I 1r =250V⑶输电线上损耗的电功率P R =I R 2R =144W例8：在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。
有一个坑口电站，输送的电功率为P =500kW ，当使用U =5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。
求：⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r 。
⑵若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？解；⑴由于输送功率为P =500kW ，一昼夜输送电能E =Pt =12000度，终点得到的电能E /=7200度，因此效率η=60%。
输电线上的电流可由I =P /U 计算，为I =100A ，而输电线损耗功率可由P r =I 2r 计算，其中P r =4800/24=200kW ，因此可求得r =20Ω。
⑵输电线上损耗功率221U r U P P r ∝⎪⎭⎫ ⎝⎛=，原来P r =200kW ，现在要求零线 火线 零线P r/=10kW ，计算可得输电电压应调节为U/ =22.4kV。