2009_7电机学-变压器工作原理,运行分析
变压器工作原理
变压器工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电力传输设备，它通过改变电压和电流的大小来实现电能的传输和变换。
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、基本原理变压器的工作基于电磁感应原理，根据法拉第电磁感应定律，当一个线圈中的磁通量发生变化时，会在另一个靠近的线圈中产生感应电动势。
变压器由两个线圈组成，分别称为主线圈（也称为一次线圈）和副线圈（也称为二次线圈）。
主线圈通过交流电源供电，产生交变磁场，而副线圈则感应到这个磁场并产生电动势。
三、结构变压器通常由铁芯和线圈组成。
铁芯由高导磁材料制成，如硅钢片，以增加磁通量的传导能力。
主线圈和副线圈分别绕在铁芯上，通过绝缘材料隔离。
主线圈的匝数与副线圈的匝数决定了变压器的变比。
四、工作过程1. 电源供电：交流电源通过主线圈流过电流，产生交变磁场。
2. 磁场感应：交变磁场穿过铁芯并感应到副线圈中，产生感应电动势。
3. 电能传输：感应电动势驱动副线圈中的电流流动，实现电能的传输。
4. 变压变流：根据变压器的变比关系，副线圈的电压和电流与主线圈的电压和电流存在对应关系，可以通过改变变压器的变比来实现电压的升降。
五、变压器的工作特点1. 电能传输效率高：变压器的工作基于电磁感应，无需机械部件，电能传输效率可达到90%以上。
2. 电压变换：变压器可以实现电压的升降，通过改变变比，可以将高电压变为低电压或低电压变为高电压。
3. 绝缘保护：变压器的主线圈和副线圈通过绝缘材料隔离，可以有效保护线圈不受电击和短路等故障的影响。
4. 无功功率补偿：变压器可以通过调整变比来实现无功功率补偿，提高电力系统的功率因数。
六、应用领域变压器广泛应用于电力系统中，包括电力输配电、电力变换、电力传输和电力负载调节等领域。
同时，变压器也用于各种电子设备中，如电视机、电脑、手机等，用于将市电的高电压变为适合设备使用的低电压。
七、总结变压器是电力系统中非常重要的设备，它通过电磁感应原理实现电能的传输和变换。
变压器的基本工作原理解析
变压器的基本工作原理解析引言概述：变压器是电力系统中常见的电气设备，它扮演着将电能从一个电路传输到另一个电路的重要角色。
本文将详细解析变压器的基本工作原理，通过引言概述和五个分割部分的内容，帮助读者深入了解变压器的工作原理。
一、变压器的基本构造1.1 主要构件：变压器主要由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
铁芯是变压器的主要磁路部分，它由硅钢片叠压而成，用于传导磁场。
一次绕组通常连接到电源，而二次绕组连接到负载。
1.2 绕组结构：一次绕组和二次绕组分别由若干匝的导线绕制而成。
绕组的匝数比决定了变压器的变比，即输入电压和输出电压之间的比值。
1.3 绝缘材料：绕组与铁芯之间采用绝缘材料进行隔离，以防止电流从绕组流向铁芯，同时也防止铁芯中的涡流损耗。
二、变压器的工作原理2.1 磁场感应：当一次绕组通入交流电流时，会在铁芯中产生一个交变磁场。
这个交变磁场会感应到二次绕组中，从而在二次绕组中产生感应电动势。
2.2 磁通耦合：铁芯的存在使得一次绕组和二次绕组之间存在磁通耦合。
通过磁通耦合，一次绕组中的电流可以通过磁场传递到二次绕组中，实现电能的传输。
2.3 变压器的变比：变压器的变比由绕组的匝数比决定。
当一次绕组的匝数大于二次绕组时，变压器为升压变压器；反之，变压器为降压变压器。
三、变压器的工作模式3.1 空载模式：当变压器的二次绕组未接入负载时，变压器处于空载模式。
此时，变压器主要消耗铁芯中的涡流损耗和铜损耗。
3.2 负载模式：当变压器的二次绕组接入负载时，变压器处于负载模式。
此时，变压器会根据负载的需求提供相应的输出电压和电流。
3.3 定子电流和磁通：变压器的定子电流和磁通之间存在一定的关系，通过调节定子电流可以实现对输出电压的调节。
四、变压器的效率和损耗4.1 效率计算：变压器的效率可以通过输入功率和输出功率的比值来计算。
通常情况下，变压器的效率可以达到90%以上。
4.2 铁损耗：变压器在工作过程中会产生铁芯中的涡流损耗，这是由于磁通不断变化所引起的。
变压器的基本作用原理与理论分析
变压器的基本作用原理与理论分析变压器是一种通过电磁感应原理工作的电气设备，主要用于改变交流电的电压。
它是电力系统中不可或缺的装置之一，具有电压升降、电流传递和功率传输等重要功能。
变压器的基本作用原理是利用电磁感应现象，即在电路中有变化的磁场时，就会在电路中产生感应电动势。
变压器由两个密闭的线圈组成，其中一个线圈称为主线圈（也称为初级线圈），另一个线圈称为副线圈（也称为次级线圈）。
当交流电通过主线圈时，主线圈中的电流会产生变化的磁场。
这个变化的磁场将穿透到副线圈中，并在副线圈中感应出电动势。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中感应出的电动势与磁场变化的速率成正比。
由于主线圈和副线圈是密闭耦合的，所以副线圈中感应出的电动势可以用来驱动负载或供电。
根据电磁感应原理，主线圈中的变化磁场的大小和速率决定了副线圈中感应出的电动势的大小和频率。
根据变压器的基本公式：N₁/N₂=V₁/V₂=I₂/I₁=(n₂/n₁)²=(A₂/A₁)²其中，N₁和N₂分别是主线圈和副线圈的绕组匝数，V₁和V₂分别是主线圈和副线圈的电压，I₁和I₂分别是主线圈和副线圈的电流，n₁和n₂是主线圈和副线圈中铁心断面积的比例，A₁和A₂分别是主线圈和副线圈的绕组断面积的比例。
从上述公式可以看出，当主线圈和副线圈匝数比例相等时，主线圈和副线圈的电压和电流也是成比例的。
这就是变压器可以改变交流电压的基本原理。
此外，变压器还具有功率传输的重要功能。
根据功率守恒定律，变压器的输入功率等于输出功率。
由于功率等于电压乘以电流，所以输入电压乘以输入电流等于输出电压乘以输出电流。
根据基本公式可知，当主线圈和副线圈匝数的比例不等于1时，电压降和电流升会造成主线圈和副线圈之间有功率损耗。
因此，变压器通过改变电压比例来实现电能的传输，并通过缩小线路损耗和提高电网的电压稳定性。
在理论分析方面，变压器可以用理想变压器模型来近似描述。
理想变压器模型假设变压器没有损耗，主线圈和副线圈的匝数比例为理论值，主线圈和副线圈之间没有电阻和电感。
变压器的基本工作原理及运行分析
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
项目二
变压器
5、实际变压器空载运行时的相量关系 实际运行的变压器空载时， 绕组电阻、漏磁通、铁损耗都不 能忽略，空载电流不仅要建立主 磁通和漏磁通，同时也提供了铁 损耗和绕组铜损耗所需要的电流 。但是，它们的数值一般都较小 实际运行时的相量图如下图
变比为K 的变压器，可以把其二次绕组的负载阻抗，变换成对电源来 说扩大了K 2倍的等效阻抗。变压器的这种阻抗变换作用，在电子技术中有 着广泛的应用。
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项目二
变压器
小结
1.变压器的基本工作原理 2.变压器的空载运行原理
3.变压器负载运行原理
4.变压器的阻抗变换原理
项目二
变压器
1、一次绕组的电压平衡方程式
在二次绕组接通负载以后，在的作用下，二次绕组流过负载电流， 并产生相应的磁动势，产生新的磁通来削弱一次绕组电流产生的磁通， 因此会影响 ，使其减小。当 不变时。 的减小会使一次绕组电流 ，
有所增加，最终使磁通保持原来的大小，一次绕组电流由 增大到 这时一次绕组的电压平衡方程式变为：
项目二
变压器
任务2 分析变压器的基本工作原理及运行
一、变压器的基本工作原理
变压器是利用电磁感应原理，从一
个电路向另一个电路传递电能或传输信
号的一种电器。它可将一种电压的交流 电能变换为同频率的另一种电压的交流
电能。
把与电源相连的线圈，接收交流电 能，称为一次绕组也叫初级线圈；把与
负载相连的线圈，送出交流电能，称为
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
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变压器的基本工作原理解析
变压器的基本工作原理解析变压器是一种用来改变交流电压的电气设备，它由一个或多个线圈（称为主线圈和副线圈）和一个铁芯组成。
变压器通过电磁感应的原理来实现电压的转换。
基本工作原理：变压器的基本工作原理是利用电磁感应现象，根据法拉第电磁感应定律，当通过主线圈的交流电流发生变化时，产生的磁场也随之变化。
这个变化的磁场会穿过铁芯，并通过铁芯传递给副线圈。
副线圈中的磁场变化又会引起副线圈中的电流变化，从而实现电压的转换。
主线圈和副线圈：变压器的主线圈通常是输入电源的线圈，也称为初级线圈。
副线圈则是输出电源的线圈，也称为次级线圈。
主线圈和副线圈通过铁芯相互连接。
铁芯：铁芯是变压器的重要组成部分，由铁矽合金或镍铁合金制成。
铁芯的作用是增强磁场的传导和集中磁场的流动，从而提高变压器的效率。
工作原理解析：当交流电流通过主线圈时，产生的磁场会穿过铁芯，并通过铁芯传递给副线圈。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的磁场变化会引起副线圈中的电流变化。
根据电磁感应的原理，电压的大小与磁场的变化率有关。
因此，当主线圈中的电流变化率较大时，副线圈中产生的电压也会较大。
反之，当主线圈中的电流变化率较小时，副线圈中产生的电压也会较小。
变压器的转换比：变压器的转换比定义为主线圈和副线圈的匝数之比。
转换比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
例如，如果主线圈的匝数是副线圈的两倍，那么输出电压将是输入电压的两倍。
效率：变压器的效率定义为输出功率与输入功率之比。
由于变压器没有机械运动部件，因此能量损耗较小。
主要的能量损耗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引起的，线圈损耗是由于线圈中的电阻引起的。
为了提高效率，变压器的铁芯和线圈应该采用低损耗材料。
应用领域：变压器广泛应用于电力系统中，用于输电、配电和变电站。
它们还用于电子设备、通信系统、电子变频器、电力电子设备等领域。
总结：变压器是一种利用电磁感应原理来改变交流电压的电气设备。
电机学-变压器工作原理,运行分析
i1
e1 e2
N1 i2
a
N2
u2
x
Z
§1-2 变压器的基本工作原理及分类
工作原理：
A
i1
u1
X
基本工作原理
e1 e2
N1
i2
a
原边电动势 副边电动势 e1 N1 e2 N 2
d e1 N1 dt d e2 N 2 dt
N2
u2
x
ZL
只要适当改变绕组的匝数，就可以改变原副边电 动势之比以达到改变电压的目的。这就是变压器的 基本工作原理 。
2. 空载电流的波形
不考虑铁耗和饱和
考虑饱和
考虑饱和
输电线 变电站降 压变压器 发电厂升压 主变压器
G ~ 发电厂发电机
图1-1 简单的输配电系统示意图
§1-1 变压器在电力系统中的应用
1.电力传输 2.变压器的容量
§1-2 变压器的基本工作原理及分类
基本工作原理
结构： A u 原绕组，或一次绕组， 1 简称为原边或一次。 X 下角标以“1”，如 u1 等。 副绕组，或二次绕组， 简称为副边或二次。 下角标以“2”，如 u2 等。
E1 U1 k E2 U 20
2）对三相变压器来说，变比是指相电动势的比值，近似 为相电压的比值。务必注意！
§2-2 变压器的空载运行
2、漏电动势分析
E 1 j 4.44 fN1 1m
推导：
令： 1＝ 1m sin t d 1 则：e 1 N1 N1 1m sin(t ) E1m sin(t ) dt 2 2 用相量表示，其有效值为： E 1m N1 1m E 1 j j 4.44 fN1 1m 2 2
变压器的工作原理是什么
变压器的工作原理是什么变压器是一种常见的电气设备，它在电力系统中起着非常重要的作用。
它的工作原理是通过电磁感应的方式来实现电压的变换。
在变压器中，主要通过互感器原理来实现电能的传递和变换，从而实现电压的升降。
接下来，我们将详细介绍变压器的工作原理。
首先，变压器由铁芯和线圈构成。
铁芯是变压器的主要部件，它能够有效地集中磁场，从而实现电能的传递。
线圈则是通过绕制在铁芯上，分为初级线圈和次级线圈。
当通过初级线圈加上交流电压时，就会在铁芯中产生交变磁场，这个磁场会穿过次级线圈，从而在次级线圈中感应出电动势，从而实现电压的变换。
其次，根据电磁感应定律，变压器工作时，磁通量的变化会在次级线圈中感应出感应电动势。
当次级线圈中的导体形成闭合回路时，感应电动势会产生感应电流，从而实现电能的传递。
同时，根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，因此可以通过改变初级线圈的匝数来实现电压的升降。
最后，变压器的工作原理可以用数学公式来描述。
根据电磁感应定律和法拉第电磁感应定律，可以得到变压器的变压比公式，U1/U2=N1/N2，其中U1和U2分别表示初级和次级线圈的电压，N1和N2分别表示初级和次级线圈的匝数。
这个公式表明了变压器的电压变换与线圈匝数的关系，从而可以实现不同电压等级之间的电能传递。
综上所述，变压器的工作原理是通过电磁感应的方式来实现电压的变换。
通过铁芯和线圈的结构，以及电磁感应定律和数学公式的描述，可以清晰地了解变压器的工作原理。
在电力系统中，变压器起着非常重要的作用，它能够实现电压的升降，从而适应不同电气设备的需要，保障电力系统的正常运行。
希望通过本文的介绍，读者能够更加深入地了解变压器的工作原理。
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，广泛应用于电力输配、工业生产和家庭用电等领域。
它通过改变交流电压的大小，实现电能的传输和转换。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本结构、工作原理、主要参数和应用场景等方面的内容。
二、基本结构变压器由两个或者多个线圈（即绕组）和一个铁芯组成。
其中，绕组分为主绕组和副绕组，主绕组连接电源，副绕组连接负载。
铁芯由硅钢片叠压而成，用于提高变压器的磁导率和减小磁通损耗。
三、工作原理1. 磁感应耦合变压器利用磁感应耦合原理实现电能的传输和转换。
当主绕组通电时，产生的交变电流在铁芯中产生交变磁场。
这个交变磁场穿过副绕组，导致副绕组中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通变化率成正比。
因此，主绕组中的交变电流通过磁感应耦合作用，通过铁芯传输到副绕组。
2. 变压器的工作原理变压器的工作原理可以通过磁通连续性和电压平衡原理来解释。
根据磁通连续性原理，变压器中的磁通在主绕组和副绕组之间保持连续。
根据电压平衡原理，主绕组和副绕组中的电压之比等于绕组中的匝数之比。
因此，通过调整主绕组和副绕组的匝数比例，可以实现输入电压和输出电压的变换。
四、主要参数1. 变压器的额定容量变压器的额定容量是指变压器能够持续供应的最大功率。
它通常以千伏安（kVA）为单位表示。
额定容量是设计变压器时需要考虑的重要参数，用于确定变压器的尺寸和材料。
2. 变比变比是指主绕组和副绕组匝数之比。
变比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
例如，一个变比为1:10的变压器意味着输入电压是输出电压的十分之一。
3. 空载电流变压器在无负载状态下的电流称为空载电流。
空载电流的大小与变压器的设计参数和负载情况有关。
通常情况下，空载电流较小，但仍需注意其对变压器的损耗和效率的影响。
五、应用场景变压器在电力系统中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 电力输配变压器在电力输配中起到了关键作用。
变压器的工作原理
变压器的工作原理引言：变压器是一种重要的电力设备，广泛应用于电力系统中。
它通过改变交流电的电压和电流大小，实现电能的传输和分配。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括结构、原理、工作过程和应用。
一、变压器的结构变压器主要由铁心和线圈组成。
铁心是由硅钢片叠压而成，具有良好的磁导率和低磁阻。
线圈分为两部分，一部分称为初级线圈，另一部分称为次级线圈。
初级线圈与电源相连，次级线圈与负载相连。
变压器还包括冷却装置、绝缘材料和保护装置等。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应。
当交流电通过初级线圈时，产生的磁场会穿过铁心并感应到次级线圈中。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会在次级线圈中产生感应电动势。
如果次级线圈接入负载，感应电动势将驱动电流在负载中流动。
根据欧姆定律，电流通过负载时会产生电压，从而实现电能的传输。
三、变压器的工作过程1. 空载状态：当变压器的次级线圈未接入负载时，称为空载状态。
在空载状态下，变压器的主要损耗是铁损和漏损。
铁损是由于铁心中的铁磁材料在交变磁场中产生的涡流损耗和磁滞损耗。
漏损是由于磁场无法完全穿过铁心而产生的损耗。
2. 负载状态：当变压器的次级线圈接入负载时，称为负载状态。
在负载状态下，变压器的工作原理与空载状态类似，但会有额外的负载损耗。
负载损耗是由于电流通过线圈时产生的电阻损耗和感应电动势驱动负载工作时产生的功率损耗。
四、变压器的应用1. 电力系统：变压器是电力系统中不可或缺的设备。
它将发电厂产生的高电压电能通过升压变压器转换为高压输送，然后通过降压变压器转换为低电压供应给用户。
2. 电子设备：变压器也广泛应用于各种电子设备中，如电视机、计算机和手机充电器等。
它们通过变压器将交流电转换为适合设备使用的直流电。
3. 工业应用：变压器在工业生产中也扮演着重要角色。
例如，变压器用于电弧炉、感应加热炉和电焊机等高功率设备中，以提供所需的电压和电流。
结论：变压器是一种基于电磁感应原理的电力设备，通过改变交流电的电压和电流大小，实现电能的传输和分配。
电机学变压器工作原理运行分析
内容回顾§2-4 变压器的参数测定¾空载实验实验目的：求出变比k、空载损耗p0 和激磁阻抗Z m。
注意事项：为了试验安全和仪表选择方便，一般在低压边加电压，高压边开路。
实验步骤：进行试验时，高压边开路，低压边加上额定电压U1N，测量副边电压U20、空载电流I0及空载输入功率p0。
¾短路实验实验目的：求出负载损耗pk 、短路阻抗Zk和短路电压uk。
内容回顾注意事项：为了便于测量，稳态短路试验通常将高压绕组接到电源，低压绕组直接短路。
实验步骤：进行试验时，副边短路，原边通过调压器接到电源。
试验时所加电压必须比额定电压低得多，以原边电流达到或接近额定值为止。
测量这时的电压Uk ，原边电流Ik，和输入功率p k。
计算标幺值时应注意以下问题：1）在三相变压器中，实际值为相值，则基值也应是相值；实际值为线值，则基值也应是线值。
在对称三相电路中，线值和相值的标幺值是相等的。
在交流电路里，最大值和有效值的标幺值是相等的。
2）实际值与基值的单位必须一致。
采用标幺值具有下列缺点：标幺值的缺点是没有单位，因而物理概念不明确，而且失去了利用量纲关系来检查某些计算是否正确的可能性。
§2-6 变压器的运行性能¾电压调整率当原边接在额定频率和额定电压的电网上，空载时副边电压U20 与在给定负载功率因数下副边电压U2的算术差，用副边额定电压的百分数表示的数值，即:变压器的运行分析注：变压器带上负载之后，由于变压器内部的漏阻抗压降，导致副边电压U2 与空载电压U20不相等，通常用电压调整率来表示副边电压变化的程度。
电压调整率是表征变压器运行性能的重要数据之一，它反映了变压器供电电压的稳定性。
电压调整率ΔU与变压器的参数和负载性质有关，可用简化相量图求出。
变压器的运行分析§2-6 变压器的运行性能¾损耗与效率变压器产生的损耗：负载损耗和铁耗。
负载损耗基本负载损耗电流流过线圈所产生的电阻损耗。
变压器的工作原理与应用
变压器的工作原理与应用1. 介绍变压器是电力系统中常见的一种重要设备，用于改变交流电的电压。
它通过电磁感应的原理，将输入电压转换为输出电压，实现电能的输送和分配。
变压器具有广泛的应用领域，包括电力传输、电力配电、电子设备等。
2. 工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律，即磁场变化可产生感应电动势。
变压器由两个相邻的线圈组成，分别称为“主线圈”和“副线圈”，它们之间通过磁场相互连接。
主线圈接通交流电源时，产生的磁场会穿过副线圈，并在副线圈中产生感应电动势。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
副线圈的匝数比主线圈大或小，就可以改变输出电压的大小。
变压器的工作过程可以分为两个阶段：磁场建立和磁场消失。
当主线圈接通电源时，电流开始流动，磁场逐渐建立起来。
同时，副线圈中产生的感应电动势使电流开始流动，形成受到自感作用的电流。
这种自感电流在主线圈和副线圈中产生相互作用，导致磁场进一步增强。
当主线圈的电流达到稳定值时，磁场达到最大值。
在这一阶段，变压器实际上是一个电感器。
在断开主线圈电源时，磁场逐渐消失，副线圈中产生的感应电动势使电流开始流动。
由于自感作用的存在，这种电流不能立即消失。
这个过程被称为自感电流的消散过程。
在这个阶段，变压器实际上是一个发电机。
3. 变压器的应用3.1 电力传输与配电变压器在电力传输和配电系统中起着至关重要的作用。
在电力传输过程中，变压器将发电厂产生的高压交流电转换为更低的电压，以减小传输过程中的能量损耗。
在电力配电过程中，变压器将高压电转换为各个用户需要的低压电，以满足不同电器设备的需求。
3.2 电子设备变压器在各种电子设备中也被广泛应用。
例如，手机充电器中的变压器可以将家用交流电转换为手机需要的直流电。
此外，变压器还常用于电子产品中的电源转换器和隔离器等电路中。
3.3 工业应用在工业生产过程中，变压器也扮演着重要的角色。
它们可以用于工厂中的电机启动电路、焊接设备、电解槽等。
变压器原理分析
变压器原理分析变压器原理分析可以从以下几个方面展开：一、构造和工作原理：变压器主要由铁心和线圈组成。
铁心由上下两个部分组成，中间隔以绝缘层。
有两个线圈，分别为初级线圈和次级线圈。
两个线圈都绕在铁心上。
在变压器中，首先将交流电输入到初级线圈中，当通过初级线圈的电流变化时，产生的交变磁场就会通过铁心传导到次级线圈中。
次级线圈中的磁场会导致电动势的产生，从而形成次级线圈上的输出电压。
二、工作原理分析：1.根据法拉第电磁感应定律，当磁通量的变化通过线圈时，会在线圈中产生感应电动势。
2.根据楞次定律，感应电动势会反向抵消产生它的变化磁场的磁通量变化。
3.在变压器中，当交流电通过初级线圈时，交变磁场就会通过铁心传导到次级线圈中。
该交变磁场会导致次级线圈中的感应电动势。
4.由于铁心的存在，使得绝大部分的磁场都通过次级线圈，从而产生了输出电压。
三、变压器的原理特点：1.变压器可以实现电压的升降，通过改变初/次级线圈的匝数比例，可以得到不同等级的电压输出。
2.变压器工作的关键在于磁场的传导和感应电动势的产生。
3.变压器的效率较高，能够实现电能的有效转移。
四、应用领域：1.电力系统：变压器广泛应用于输电和配电系统中，用于升压和降压，以及电能的传输和分配。
2.电子设备：变压器也用于各种电子设备中，如电视机、计算机、手机充电器等，用于提供适当的电压和电流供应。
3.工业生产：变压器在工业生产中也有广泛应用，例如用于焊接设备、电机控制等。
综上所述，变压器通过磁场的传导和感应电动势的产生，实现了电压的升降和电能的传输，具有重要的应用价值。
变压器的简单运作原理
变压器的简单运作原理变压器是一种通过电磁感应原理来转换交流电压和电流的电气设备。
它通常由两个或更多的线圈构成，这些线圈之间通过一个磁性铁芯连接。
其中一个线圈被称为主线圈，它与电源直接连接，另一个线圈被称为次线圈，它与负载直接相连。
变压器的运作原理可以通过法拉第电磁感应定律来解释。
根据法拉第电磁感应定律，当一个线圈中的磁通量发生变化时，会在另一个相邻的线圈中产生一个感应电动势。
变压器利用这个原理来实现电压和电流的变换。
当交流电通过主线圈时，它会在铁芯中产生一个交变磁场。
这个交变磁场会通过铁芯传导到次线圈中。
由于铁芯的导磁性，磁场会在铁芯和次线圈中形成一个闭合回路，从而导致次线圈中的磁通量随电流的变化而变化。
变压器中的线圈密封非常重要，因为它们控制着电流的路径和相对位置。
主线圈通过连接到电源上的交流电源来形成一个电流的闭合路径。
次线圈通过连接到负载上的线路来形成另一个电流的闭合路径。
由于两个线圈通过磁性铁芯密切相连，它们之间的磁感应线会相互影响。
在变压器中，由于主线圈和次线圈的匝数不同，它们之间的电流和磁通量也不同。
这导致次线圈中的感应电动势和主线圈中的电压之间存在一个比例关系，称为变压器的变压比。
变压比取决于主线圈和次线圈之间匝数的比值。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势取决于磁通量的变化率。
所以，当主线圈中的电流随时间变化时，它会导致次线圈中的磁通量随时间变化，进而产生感应电动势。
这个感应电动势会导致次线圈中的电流随时间变化，从而实现电压和电流的变换。
变压器的工作原理可以总结如下：当主线圈中有电流通过时，它会在铁芯中产生一个交变磁场。
这个磁场会在次线圈中产生感应电动势，从而实现电压和电流的变换。
变压器将高电压、低电流的电能转换为低电压、高电流的电能，或者反过来，根据需要进行电能的传输和分配。
变压器的运作原理和结构使得它能够在电力系统中起到重要的作用。
它们被广泛应用于输电和配电系统中，用于提高或降低电压以适应不同负载需求。
2009_7电机学-变压器工作原理,运行分析
12211W I W I W I m &&&=+21F F F m &&&+=()()LZ I U Z I E x I j r I E r I E E U Z I E x I j r I E r I E E U 2222222222222221111111111111&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&=−=−−=−+=+−=++−=++−=σσ实际上是用一台副绕组匝数等于原绕组匝数的假想变压器来模拟实际变压器，假想变压器与实际变压器在物理情况上是等效的。
等效条件：1)原边电路情况不变，即主磁场不变；2)副边对原边的影响不变，即副边的磁动势不变；3)有功和无功损耗不变。
归算值：根据归算条件可求出假想变压器的各物理量，这些量称为由副边归算到原边的值，简称为归算值。
归算值用原来副边各物理量的符号上加上一个’来表示，如等。
22I ′′&&、U当把副边各物理量归算到原边时，凡是单位为伏的物理量（电动势、电压等）的归算值等于其原来的数值乘以k ；凡是单位为欧姆的物理量（电阻、电抗、阻抗等）的归算值等于其原来的数值乘以k2 ；电流的归算值等于原来数值乘以1/k。
¾变压器的等效电路和相量图1.等效电路212121Z Z Z x x x r r r k k k ′+=′+=′+=式中：r k 、x k 和Z k 分别称为变压器的短路电阻、短路电抗和短路阻抗。
讨论：应用基本方程式做出的相量图在理论上是有意义的，但实际应用较为困难。
因为，对已经制造好的变压器，很难用实验方法把原、副绕组的漏电抗和分开。
因此，在分析负载方面的问题时，常根据简化等效电路来画相量图。
1x 2x ′短路阻抗的电压降落一个三角形ABC，称为漏阻抗三角形。
电机学3 变压器工作原理,运行分析
I 0 I 0r I 0a I 0 r I 0 sin 0 I 0 a I 0 cos 0 I 0 I 02r I 02a
E1
I0r
m
图2-3
空载电流向量
§2-2 变压器的空载运行
1. 空载电流的大小和相位 空载电流的大小除决定于外加电压、原绕组匝数外，还取决于铁 心材料性质（包括磁导率和损耗）尺寸及饱和程度,其大小可通 过一等效电路来说明．
2 2 2 I 0 I 01 I 03 I 05
（3）等效正弦波电流 I 的相位这样来确定，它应使得 I 0 与 E1 相作用时 0 被吸收的功率等于铁耗，即
0 cos
1
p fe E1I 0
§2-2 变压器的空载运行
六、变压器空载运行时的方程式、相量图和等效电路
§2-2 变压器的空载运行
2. 空载电流的波形 讨论：尖顶波的激磁电流可分解为基波及3，5，7等一系列奇 次谐波，除基波外，主要是三次谐波， 如图2-7所示。
i0
i0 i01 i03 0
t
图2-7 把尖顶波分 解为基波和三次谐波
§2-2 变压器的空载运行
五、空载电流分析
2. 空载电流的波形
结论：从上面分析可见，空载电流i0不是正弦波，因此，用向量表示时， 必须取它的基波。但工程上为了便于测量和计算，常采用等效正弦波的 概念，即采用一个等效的正弦波来代替实际的空载电流。其等效条件如 下： （1）等效正弦波电流的频率等于实际电流i0的频率。 （2）等效正弦波电流的有效值I0等于实际电流i0的有效值，即
1. 五个基本方程式 2. 相量图
U1 jI o x1 I r o E1
变压器工作原理
变压器工作原理变压器是一种用于将交流电流高压转换为低压或低压转换为高压的电气设备。
它具有广泛的应用，被广泛应用于电力系统中。
变压器的主要原理是基于法拉第电磁感应定律。
当一个电流通过一个线圈时，它会产生一个磁场。
这个磁场会感应出另一个线圈中的电流。
如果两个线圈之间共享同一磁场，并且它们数目不同，那么一个线圈中的电压将不同于另一个线圈的电压。
这就是变压器用于电气功率转换的基本原理。
变压器包括两个线圈，一个主线圈和一个次级线圈。
主线圈和次级线圈之间通过铁心相连，铁心上包覆着绝缘材料。
主线圈通常用于接受高电压输入，所以它的线圈匝数较少。
另一方面，次级线圈通常用于输出低电压，因此它的线圈匝数较多。
通过增加次级线圈的线圈匝数，变压器可以大幅降低输入电压，并且输出更低的电压。
变压器可以用于交流电源电流的升降，但不能用于直流电源电流的升降。
这是因为直流电源会在变压器的铁芯上产生磁强度偏置，从而使得变压器无法工作。
变压器的输出电压与输入电压之间的比率被称为变压器的转换率。
如果输入电压为V1，输出电压为V2，则变压器的转换率可以表示为V1/V2。
因此，如果变压器的转换率为2，那么输出电压将是输入电压的一半。
除了改变电压之外，变压器还可以在电路中起到隔离作用。
这在安装电气设备时非常重要，因为它可以保护人员和设备免受电流潜在的危害。
变压器还可以通过改变所用的铁芯的材料和设计，来提高其效率和功率。
变压器的效率可以通过考虑磁通密度和材料选择来有效优化。
一些常见的变压器铁芯材料包括硅钢片、铁氧体、铝镍钴合金等。
总之，变压器是一种极其重要的电气设备。
它可以在电路中起到升降电源电压、隔离电路、提高功率等作用。
通过调整变压器的线圈匝数和类型，可以实现不同的电气功率转换。
变压器的工作原理
变压器的工作原理简介：变压器是一种基础的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它通过电磁感应的原理，将输入电路中的电能传递到输出电路中。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括结构、原理、工作过程和应用领域等。
一、结构：变压器主要由两个线圈（称为初级线圈和次级线圈）和一个铁心组成。
铁心通常由硅钢片叠压而成，以减小铁心中的涡流损耗。
两个线圈通过铁心的磁耦合进行能量传递。
二、原理：变压器的工作基于电磁感应原理。
当通过初级线圈（输入线圈）通入交流电时，产生的交变磁场会穿过铁心并感应次级线圈（输出线圈）中的电动势。
这个电动势会导致次级线圈中的电流流动，从而实现能量传递。
三、工作过程：1. 输入电压：交流电源通过主要线圈（初级线圈）提供输入电压。
2. 磁场产生：输入电压在初级线圈中产生交变电流，从而形成交变磁场。
3. 磁耦合：交变磁场通过铁心传递到次级线圈中。
4. 输出电压：次级线圈中的交变磁场感应出电动势，从而产生输出电压。
5. 变比：变压器通过线圈的匝数比例确定输入电压和输出电压之间的关系。
四、应用领域：变压器广泛应用于各个领域，包括：1. 电力传输和分配：变压器用于将发电厂产生的高电压电能转换为适合于家庭和工业用途的低电压电能。
2. 电子设备：变压器用于电子设备中的电源适配器，将电网提供的高电压转换为设备所需的低电压。
3. 工业应用：变压器用于工业设备中，如电焊机、电炉等。
4. 通信系统：变压器用于通信系统中的电源转换和隔离。
总结：变压器是一种基础的电气设备，通过电磁感应原理实现输入电压和输出电压之间的转换。
它的工作原理简单而有效，应用广泛。
理解变压器的工作原理对于电气工程师和电子技术人员非常重要，因为它是电力传输和电子设备中不可或者缺的元件。
变压器的基本工作原理解析
变压器的基本工作原理解析变压器是一种常见的电力设备，用于改变交流电的电压和电流。
它是由两个或更多的线圈（称为初级线圈和次级线圈）绕在一个共同的铁芯上构成的。
变压器的基本工作原理是通过电磁感应来实现电压和电流的变换。
1. 基本结构和原理变压器由铁芯和线圈组成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减少磁通的损耗。
线圈则由绝缘导线绕制而成，分为初级线圈和次级线圈。
当交流电通过初级线圈时，它会产生一个交变磁场。
这个交变磁场通过铁芯传导到次级线圈中，引起次级线圈中的电流变化。
根据电磁感应定律，当磁通量发生变化时，将在次级线圈中产生感应电动势。
根据电压和电流的比例关系，变压器可以实现电压和电流的变换。
2. 变压器的变压比变压器的变压比是指初级线圈和次级线圈的匝数比。
变压比可以通过以下公式计算：变压比 = 初级匝数 / 次级匝数例如，如果变压器的初级线圈有100匝，次级线圈有200匝，那么变压比为1:2，即次级电压是初级电压的两倍。
3. 变压器的工作模式变压器可以工作在两种模式下：步进模式和连续模式。
在步进模式下，变压器的工作周期可以分为两个阶段：充电和放电。
在充电阶段，初级线圈中的电流增加，磁能存储在铁芯中。
在放电阶段，初级线圈中的电流减小，储存在铁芯中的磁能被释放到次级线圈中。
在连续模式下，变压器的工作周期是连续的，没有明显的充电和放电阶段。
变压器在工作周期内持续地将能量从初级线圈传递到次级线圈。
4. 变压器的效率和损耗变压器的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
变压器的效率通常在90%以上，这意味着大部分的电能可以被有效地传递到次级线圈。
变压器的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损耗引起的。
线圈损耗是由于线圈的电阻引起的。
为了减少损耗，变压器通常采用高导磁性的材料制作铁芯，并使用大直径的导线减小线圈的电阻。
5. 变压器的应用变压器在电力系统中有广泛的应用。
它们用于将发电厂产生的高电压输送到远距离的用户，同时也用于将高电压变换为低电压供给家庭和工业用途。
变压器作用原理
变压器作用原理变压器是一种重要的电力设备，被广泛应用于各类电力系统以及电子设备中。
它的主要作用是通过变换电压来实现电能的传输和分配。
本文将介绍变压器的作用原理，以及它在电力系统中的应用。
一、变压器的工作原理变压器是基于电磁感应原理工作的。
它由两个线圈（分别称为“主线圈”和“副线圈”）通过互感作用连接在一起。
主线圈通常被称为“初级线圈”，而副线圈则是“次级线圈”。
当交流电通过主线圈时，产生的磁场会穿过次级线圈，由此引起次级线圈中的电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
由于变压器的核心被制成铁芯，能够集中和增强磁场，因此次级线圈中的感应电动势将与主线圈中的电源电压成比例。
二、变压器的电压变换根据变压器的工作原理，可以实现电压的变换。
变压器的变比（也称为变压比）定义为次级线圈的电压与主线圈电压之比。
变压比可以通过变压器的线圈匝数比来确定。
当主线圈的匝数多于次级线圈时，即主线圈匝数N1大于次级线圈匝数N2时，称为升压变压器。
在这种情况下，主线圈的输入电压（或称为“输入电源电压”）高于次级线圈的输出电压（或称为“负载电压”）。
相反，当主线圈的匝数少于次级线圈时，即主线圈匝数N1小于次级线圈匝数N2时，称为降压变压器。
在这种情况下，主线圈的输入电压低于次级线圈的输出电压。
通过变压器的电压变换，可以适应不同电压等级之间的能量传输和分配需求。
在实际应用中，变压器被广泛用于电力系统中的输电、配电和变电过程中。
三、变压器的功率变换除了电压变换，变压器还可以实现功率的变换。
由于变压器是根据能量守恒原理工作的，输入功率等于输出功率。
变压器的输入功率可以通过以下公式计算：输入功率 = 输入电压 ×输入电流同样，输出功率可以通过以下公式计算：输出功率 = 输出电压 ×输出电流变压器的效率定义为输出功率与输入功率之比，通常表示为百分数。
高效的变压器可以最大限度地减少电能的损耗。
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1
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Z I U Z I E x I j r I E r I E E U Z I E x I j r I E r I E E U 2222222222222221111111111111&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&=−=−−=−+=+−=++−=++−=σσ
实际上是用一台副绕组匝数等于原绕组匝数的假想变压器来模拟实际变压器，假想变压器与实际变压器在物理情况上是等效的。
等效条件：
1)原边电路情况不变，即主磁场不变；
2)副边对原边的影响不变，即副边的磁动势不变；3)有功和无功损耗不变。
归算值：根据归算条件可求出假想变压器的各物理量，这些量称为由副边归算到原边的值，简称为归算值。
归算值用原来副边各物理量的符号上加上一个’来表
示，如等。
2
2I ′′&&、U
当把副边各物理量归算到原边时，凡是单位为伏的物理量（电动势、电压等）的归算值等于其原来的数值乘以k ；凡是单位为欧姆的物理量（电阻、电抗、阻抗等）的归算值等于其原来的数值乘以k2 ；电流的归算值等于原来数值乘以1/k。
¾变压器的等效电路和相量图1.等效电路
2
12121Z Z Z x x x r r r k k k ′+=′+=′+=式中：r k 、x k 和Z k 分别称为变压器的短路电阻、短路电抗和短路阻抗。
讨论：应用基本方程式做出的相量图在理论上是有意义的，但实际应用较为困难。
因为，对已经制造好的变压器，很难用实验方法把原、副绕组的漏电抗和
分开。
因此，在分析负载方面的问题时，常根据简化等效电路来画相量图。
1
x 2
x ′
短路阻抗的电压降落一个三角形ABC，称为漏阻抗三角形。
对于给定的一台变压器，不同负载下的这个三角形，它的形状是相似的，三角形的大小与负载电流成正比。
在额定电流时三角形，叫做短路三角形。
结论：
基本方程式、等效电路和相量图是分析变压器运行的三种方法。
基本方程式概括了变压器中的电磁关系，而等效电路和相量图是基本方程式的另一种表达形式，因此三者之间是一致的，究竟取哪一种表达形式，则视其具体情况而定。
进行定量计算时，等效电路比较方便；讨论各物理量之间大小和相位关系时，相量图比较方便。
¾变压器的功率平衡关系
变压器的功率传递关系可以从等效电路看出。
变压器原绕组从电源吸收电功率，扣除原绕组的铜耗和铁耗，余下的即为原
边传到副边的电磁功率，该功率是通过电磁感应传递的，所以称为电磁功率。
电磁功率再
扣除副绕组的铜耗，即为副边输出的电功率。
1111cos φI U P =1
2
11r I p cu =m
m fe r I p 2=222
cos ψI E P M ′′=22
22r I p cu ′′=222
2cos φI U P ′′=
变压器的运行分析
§2-4 变压器的参数测定
¾空载实验
实验目的：求出变比k、空载损耗p0 和激磁阻抗Z m。
注意事项：
为了试验安全和仪表选择方便，一般在低压边加电压，高压边开路。
实验步骤：
进行试验时，高压边开路，低压边加上额定电压U1N，测量副边电压U20、空载电流I0及空载输入功率p0。
在试验三相变压器时，由于三相磁路不对称，导致三相电流不相等，此时可取三相电流的平均值作为激磁电流值。
3）如果是三相变压器，在计算激磁阻抗时，采用一相的功率、电压和电流值来计算。
4）由于激磁阻抗Z
随外加电压的大小而变化，
m
为了使测出的参数符合变压器的实际运行情况，空载试验应在额定电压下进行。
5）由于试验是在低压侧进行的，故测得的参数是归算到低压方的数值，如果需要归算到高压侧，则必须乘以k2 。
§2-4 变压器的参数测定¾短路实验
实验目的：
求出负载损耗p
k 、短路阻抗Z
k
和短路电压u
k。
变压器的运行分析
注意事项：
为了便于测量，稳态短路试验通常将高压绕组接到电源，低压绕组直接短路。
实验步骤：
进行试验时，副边短路，原边通过调压器接到电源。
试验时所加电压必须比额定电压低得多，以原边电流达到或接近额定值为止。
测量这时的电压U
k ，原边电流I
k
，和输入功率
p k。
讨论：
1）稳态短路试验时，当原绕组电流达额定值，副绕组里电流也几乎同时达额定值，这时绕组中的铜损耗相当于额定负载时的铜耗。
从简化等效电路可知，当副边短路而原边电流为额定值时，原边电压的大小等于变压器漏阻抗上的压
降，因此U
k ＝I
1N
z k很小。
由于外加电压很低，铁心里
的主磁通很小，激磁电流以及铁耗可以忽略，这时输入功率p
k
几乎全部供给了绕组的铜耗，因此稳态短路测出的损耗称为负载损耗。
2）由于绕组的电阻随温度而变化，而短路试验一般在室温下进行，所以测得的电阻必须换算到基准工作温度时的数值。
根据国家标准规定，油浸电力变压器和电机的绕组应换算由75℃的数值。
3）如果是三相变压器，在计算短路阻抗时，采用一相的功率、电压和电流值来计算。
讨论：
1）阻抗电压标在变压器的铭牌上，它的大小反映在额定负载下运行时，漏阻抗压降的大小。
从运行角度来看，希望阻抗压降小一些，使变压器输出电压随负载变化波动小一些。
但阻抗电压太小时，变压器短路时电流太大，可能损坏变压器。
2）有功分量随容量的增大而减小，无功分量则随容量的增大而增大。
标么值的表示方法：
在电机学中，常取各物理量的额定值作为基值。
为了区别标么值和实际值，我们在各物理量原来的符号右上角加上* 号以表示该物理量的标么值。
如电流的标么值用I* 表示。
计算标么值时应注意以下问题：
1）在三相变压器中，实际值为相值，则基值也应是相值；实际值为线值，则基值也应是线值。
在对称三相电路中，线值和相值的标么值是相等的。
在交流电路里，最大值和有效值的标么值是相等的。
2）实际值与基值的单位必须一致。
3）基值虽然可以任意选取，但电压U 、电流I 、阻抗Z 和视在功率S 基值之间必须满足欧姆定律表
达式、功率表达式。
四个量中有两个量的基值可以任
意选取，其余两个量的基值可根据欧姆定律和功率表
达式算出来。
4) 归算值的基值，应取被归算到所在边的基值。
采用标么值具有下列缺点：
标幺值的缺点是没有单位，因而物理概念不明确，而且失去了利用量纲关系来检查某些计算是否正确的可能性。
例题
1.已知变压器在空载时的主磁通为Φm，若电
源电压不变，在额定负载时其主磁通近似为
（）。
若Z
1=Z
2
’，则副边稳态短路时的
主磁通近似为（）。
例题
2.一台三相变压器，额定电压为380/220V，D，
y联接，其变比为（3）；如果把原边匝数
减少10%，外加电压仍为380V，则副边的线电压为（244），此时变压器的原副边相
电压之比为（ 2.7），设磁路不饱和。