实用电工电子技术教程第03章

（a）外形
（b）结构图
（c）电路图
图3-5 低压小容量的自耦变压器
实用电工电子技术教程第03章
2、电压互感器
❖ 电压互感器是一种小容量的降压变压器，其结构原理及电路 如图3-6所示。它的原绕组匝数较多，并联在被测电路上， 副绕组匝数较少，接到电压表。
（a）原理图
（ b）符号
图3-6 电实压用互电工感电器子技的术接教程线第图03及章 符号
原绕组的一部分。其原、副边电压之比和电流之比与普
通变压器相同，即:
U1 E1 N1 K U2 E2 N2
图3-4 自耦变压器 实用电工电子技术教程第03章
❖ 自藕耦变压器的特点是一次侧与二次侧共用一个绕组，一次 侧、二次侧既有磁的联系又有电的联系。由自耦变压器构成 的调压器，其二次侧绕组匝数可以通过滑动触头任意改变， 因此二次侧的电压可以平滑调节。
通，在两绕组中分别感应电动势。
e1
N1
d dt
图3-3 变压器原理图
e2
N
2
d dt
i1
U1
u1
e1
U2
i2
u1
只要一、二
e 2 ZuL 2
u2
次绕组的匝数不 同，就能达到改 变电压的目的。
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* 变压器的三种作用关系式
(1) U1 N1 K其中 K 称为变压器的变比 U2 N2
第3章 实用电工器材
3.1 变压器 3.2 电动机 3.3 三相异步电动机基本控制电路 3.4 电工测量 3.5 实训一：习题与分析
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3.1 变压器 ❖ 目的与要求:掌握变压器的结构,工作原理和作用;然后了
解几种特殊变压器
❖ 重点:变压器的工作原理及作用 ❖ 难点:变压器的工作原理
❖ 其工作原理为：
U1 U2
N1 N2
K
❖ 因为是降压，故N2<N1。通常电压互感器副绕组额 定电压规定为100V，如其额定电压等级有：
6000V/100V，1000V/100V等。
❖ 使用时，为了工作安全，电压互感器的铁壳及二次 绕组一端都必须接地。另外，电压互感器副绕组不 允许短路，否则，原、副绕组电流将很大，烧坏互 感器，为了防止短路，通常在原绕组接入熔断器进 行短路保护。
N2 U20 30
❖
副绕组匝数为：
N2
N1 K
550 75（匝）
7.33
实用电பைடு நூலகம்电子技术教程第03章
❖ 【例3-2】机床上的低压照明变压器，U1=220V，U2=36V，
现在副绕组端接P2=60W、U2=36V的白炽灯一盏，求I1及I2。
解：副绕组的电流：
I2
P1 U1
60 36
1.67（Ａ）
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3.1.1 变压器的原理与作用
❖ 变压器是利用电磁感应原理，可以把某一数值的交变电压变换成同频率 的另一数值的交变电压，实现电压、电流和阻抗变换的重要设备。
❖ 1．变压器的基本结构
变压器主要由铁心和绕组（或线圈）两大部分组成
(1)铁心是变压器的磁路部分。它有高磁导率材料做成。如：硅钢片
Z2
N2
所以: R 0(N 1)2K 2 K R 0205 0
R L N 2
R L
8
于是: U 1 K 5 10 5
U2
U2
所以:
U 2 2 (V )
PLmaxU R实L2用2电工电84子技术0教.5程W 第03章
3.1.2 特殊变压器
❖ 1、自耦变压器
❖ 图3-4所示的是一种自耦变压器，其结构特点是副绕组为
(2)绕组是变压器的电路部分，它由铜或铝绝缘导线绕制而成 。分为一次绕
组和二次绕组
其中：一次绕组（也称原绕组或初级绕组）与电源相连 二次绕组（也称副绕组或次级绕组）与负载相连
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2、分类
按用途分：升压变压器、降压变压器 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三
绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充
(2) I1 N2 1电流比的关系 I2 N1 K
(3) Z1 （N1）2变压器的阻抗变换关系
Z2
N2
•变压器的效率
变压器的功率损耗主要包括：铁损耗PFe和铜损耗PCu，铁损耗主要指变压 器铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，也称固定耗损；铜损耗是指电流通过
绕组时功率损耗，也称可变损耗。
变压器的效率常用下式表示： P2
P2
P1 P2 PCu PFe
式中P2：为变压器的输出功实用率电，工P电1子为技输术教入程功第率03章。
【例3-1】一台电子仪器上用的电源变压器，原绕组匝数 N1=550匝，接在U1=220V的交流电源上。若要求副绕组空载
电压U20=30V，试求该变压器的变压比和副绕组的匝数。
❖ 解：变压比： KN1 U1 2207.33
实用电工气电子式技术变教压程第器03章。
（a）心式
（b）壳式
图3-1 变压器的结构图
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图3-2 三相实油用电浸工式电子电技术力教变程第压03章器
3、变压器的工作原理和作用
变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两
个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组
中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁
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3、电流互感器
❖ 电流互感器是利用变压器变换电流的作用，将大电流变换成 小电流的升压变压器。其结构原理及电路图3-7所示。它的 原绕组导线较粗，匝数少，只有一匝或几匝，与被测电路负 载串联。副绕组导线细、匝数多、与电流表相连。
K Z1 800 10
Z2
8
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❖ 【例题３-4】阻抗为8Ω的扬声器，通过一变压器接到
信号源电压为10V，内阻为200Ω的电路上，若要使负载获 得最大功率，则变压器的变比为多少？并求负载的最大功 率
解: 根据电源的最大输出功率的条件:
因为:
R0=RL
Z1 ( N1 )2 K2
根据变压比： I 1 U 2
I2
U1
得 ： I1U U1 2I2232601.6727.3（Ａ）
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❖ 【例3-3】一只阻抗|Z2|=8Ω的扬声器，需要用变压器把
阻抗变换成800Ω才能接到收音机的输出端，问应选一只
电压比为多少的变压器？
解：由阻抗变换公式可知： |Z1|=K2·|Z2|