《变压器》PPT课件

自学课本P41“变压器的原理”和优化设计P30页 “理想变压器的基本关系推导，回答下列问题：
1、变压器的工作原理。 2、什么是理想变压器？ 3、理想变压器（只有一个副线圈时） 原、副线圈的电压，电流，功率间的关 系？如何推导？
三、理想变压器的规律
1. 电压与匝数的关系
原副线圈中磁通量变化率相等
即 相同。
❖ 是电力系统中生产，输送，分配和使用电能的重要 装置。
❖ 也是电力拖动系统和自动控制系统中 ，电能传递或 作为信号传输的重要元件
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
❖ 1.变压器 ---- 静止的 电磁装置
❖ 变压器可将一种电压的 交流电能变换为同频率 的另一种电压的交流电 能
❖ 电压器的主要部件是一 个铁心和套在铁心上的 两个绕组。
I1
I2
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是：
U1 n1

n2 U2
E1=n1/t E2=n2/t E1/n1= E2/n2
原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0 则U1=E1 副线圈回路有：E2=U2 +I2r2 ≈U2 则U2=E2
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
主要部件： 铁心；一次绕组（N1匝）、二次绕组(N2匝) 。
工作原理简述：
u1→i1→Φ →
e1

N1
d dt

u1
→
d e2 N 2 dt u2
i1 u1 e1
Φ N1 N2
i2
e2 u2 ZL
有效值比：U1 E1 N1 U2 E2 N2
只要一、二次绕组匝数不 可见:
同，即可实现改变电压。
果关系 1.输入功率P1由输出功率P2决定: P1＝P2 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定；
I1
I2
I1＝n2/n1·I2
n1 U1
n2U2 R
1.1 变压器的基本工作原理和分类
一、变压器的基本工作原理
理想变压器原副线圈的端电压之比等于 这两个线圈的匝数之比
U1/U2= n1/n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率
即: P出= P入 U1I1=U2I2 I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1
一、变压器的构造
1.示意图 2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘
铁
硅钢片叠合而成）
原 线 ∽ U1 圈
芯
n1 n2
U2 ∽
副
线
圈
（2）原线圈（初级线 圈）：其匝数用n1表示
（3）副线圈（次级线 圈）：其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
n2
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
复习回顾
1产生感应电动势的条件是什么? 回路磁通量发生变化
用电器 额定工作电压 用电器
额定工作电压
随身听 3V
机床上的照明灯 36V
扫描仪 12V
防身器
3000V
手机充电 器
录音机
4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 几万伏
6V 9V 12V
彩色电视机显像管 十几万伏
但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何 使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的 呢？
•变压器原理图（图3-1）
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
❖ 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次 绕组 用U1 ，I1，E1，N1表示，
❖ 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次 绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示。
❖ 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 m ,该磁通量称为主磁通
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝 数成反比 I 1/ I 2= n2 / n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的 电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈 匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导 线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线 圈的一种方法。
输入输出电压、电流、功率大小之间的因
原
能（ U2、I2）转化。
线 圈
铁芯
副 线 圈
互感现象：在原副线圈中由于有交变电流
而发生的互相感应现象。
若给原线圈接直流电压U ，副线圈电压U2 ？
研究原副线圈两端电压关系的实验
次数 1 2 3 4 5
U1 U2
实验结论：
V1
V2
原副线圈两端电压之比等于 这两个线圈的匝数比。
三、理想变压器的变压规律
t
原、副线圈中产生的感应电动势分别是：
在E原1 、 副n1线圈t 回路E中2 有n：2
t
E1 n1 E2 n2
U1=E1
U2=E2
所以：U1/U2= n1/n2
第一节 变压器的工作原理 分类及 结构
一.变压器的工作原理
❖ 变压器---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
铁芯与线圈互相绝缘
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
变压器原副线圈不相通，那么在给原线 圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎 样产生的？
二、变压器的工作原理 ------互感现象
变压器通过闭合铁芯， 利用互感现象实现了电 ∽ U1
n1 n2
U2
∽
能（U1、I1）到磁场能
（变化的磁场）再到电
❖ 请注意 图3-1 各物理量的参考方向确定。
第一节 变压器的工作原理 分类及结构
❖ 2.理想变压器 ❖ 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数 K=1 的变
压器称之为理想变压器 ❖ 描述理想变压器的电动势平衡方程式为