1变压器的结构原理

三、理想变压器的规律及应用：
应用例题1：
有一台降压变压器，一次绕组电压为 220V,二次绕组电压为110V，一次绕组 为2200匝，若二次绕组接入阻抗为10 Ω的阻抗,问变压器的变比;二次绕组匝 数;一次和二次绕组中电流各为多少？
例题2：如图，一台理想变压器，原线圈 2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的 负载电阻若把原线圈接在220V交流电源上， 则电压表示数为____V4,4电流表示数为_____A
把变压器的初级线圈接在 交流电源上，可使用交流
电压表测量变压器的初级和次级的电压。
•
换另外一组匝数不同的变压器，再把初级接在电源
上，再使用交流电压表测量变压器的初级和次级的电压。
二、变压器的工作原理：
a.研究一次绕组和二次绕组两端电压关系的实
连接如右图所示的 验
电路，用万用表测出
变压器一次绕组和二
• 铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过 时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗 往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为 “铜损”。所以变压器的温升主要由铁损 和铜损产生的。
• 由于变压器存在着铁损与铜损，所以 它的输出功率永远小于输入功率，为此我 们引入了一个效率的参数来对此进行描述， η=输出功率/输入功率。
铁心
• 当原绕组外加电压U1时，原边就有电流I1流 过，并在铁芯中产生与U1同频率的交变主磁
通Φ，主磁通同时链绕原、副绕组，根据 电磁感应定律，会在原、副绕组中产生感
应电势E1、E2，副边在E2的作用下产生负载 电流I2，向负载输出电能
根据电磁感应定律则有：
dφ e1 = N1 dt
dφ e2 = N2 dt
• (2)调压装置：即分接开关，分为无励磁调压和有载调 压 (3)油箱及冷却装置。 (4)保护装置：包括储油柜、安全气道、吸湿器、气体 继电器、净油器和测温装置等。 (5)绝缘套管。以典型的油侵式电力变压器为例，其他 结构部件有：油箱、储油柜、散热器、高压绝缘管套以及 继电保护装置等.
二、变压器的工作原理：
变压器是一种静止的电气设备， 根据电 磁感应原理，将一种形态（电压、电流、相 数）的交流电能， 转换成另一种形态的交流 电能。
变压器的分类
按用途
电力变压器（升压、降压、配电）
特种变压器（电炉、整流）
仪用互感器（电压、电流 互感器、脉冲变压器，阻 抗匹配变压器）
实验用变压器（高压、调压）
也可按 线圈数 目、铁 心结构、 相数或 变压器 冷却方 式划分
第一章 变压器的结构原理
第一节 变压器的种类
电源变压器
电力变压器
环形变压器
电源变压器
接触调压器
电力变压器
控制变压器
环形变压器
三相干式变压器
接触变压器
控制变压器
三相干式变压器
一、变压器的基本结构： 示意图
电源
用电器 (负载)
一次绕组 铁心 二次绕组
(初级线圈)
(次级线圈)
电路符号 U1
U2
n1 n2
E1 = N1 = k E2 N2
式中k为变压器变比。
• 1,我们得到以下公式—— U1/U2=N1/N2
• 原副线圈的电压和匝数成正比。
• 如果副线圈的匝数变大，就是升压变压 器。副线圈的匝数变小的是降压变压器。
• 2,理想变压器的输入的功率一定等于它输 出的功率。（损耗极小）
• 3,原副线圈的电流和匝数成反比。（仅限 于只有一组原副线圈）
问题1：变压器一次绕组回路和二次绕组回 路是否连通？
一次绕组
二次绕组
∽ U1
n1
n2
U2 ∽ R
铁心
二、变压器的工作原理：
问题2：变压器一次绕组和二次绕组不相通，那 么在给一次绕组接交变电压U1后，二次绕组电 压U2是怎样产生的？
i0
u1
e1
N1
N2
e2
u2
铁心
电流加强 磁场加强
流感 出生 方电 向流
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。通常讨论变压器均忽略原、副线圈的电
阻和各种电磁能量损失，即理想变压器。根据电磁感应 原理，穿过原、副线圈的磁通量、磁通量变化率相同， 结果原、副线圈产生的感应电动势和它们各自的匝数成 正比，原、副线圈的交变电流的周期、频率相同。
• 演示:
等于这两个绕组的匝数比。
b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验
次数 1 2 3 4 5
A1
A2
A1
实验A2 结论：一次绕组和二次绕组中的电流跟它
们的匝数成反比。
二、变压器的工作原理：
理想变压器的条件: 1.忽略漏磁 2.忽略原副线圈电阻 3.忽略铁心发热
原线圈
副线圈
∽ U1 E1
n1
n2
E2 U2 ∽ R
三、理想变压器的规律及应用：
①电压关系： U1 n1 U2 n2
→ U1决定 U2
②电流关系： I1

n 2
In
2
1
→ I2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定 I1
③功率关系： P入=P出 → P出决定P入
• 变压器损耗、材料
• 损耗
• 当变压器的初级绕组通电后，线圈所 产生的磁通在铁芯流动，因为铁芯本身也 是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感 应电势，这个电势在铁芯的断面上形成闭 合回路并产生电流，好像一个旋涡所以称 为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损 耗增加，并且使变压器的铁芯发热变压器 的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我 们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要 用大量的
V1
V2
次绕组两端电压并讨
论这两端电压的关系
b.研究一次绕组和二次绕组中电流关系的实验 连接如右图所示的
电路，用电流表测出
A1
A2
变压器一次绕组和二
次绕组中的电流，并
试讨论它们的关系。
a.研究一次绕组和二次绕组两端电压关系的实验
次数 1 2 3 4 5
U1
V1
V2
实U验2 结论：一次绕组和二次绕组两端电压之比
• 变压器是由一个闭合铁心和套在铁心 上的两个绕组组成的。一个线圈跟电 源连接，接收交流电能叫原线圈/一次 绕组 ；另一个线圈跟负载连接，送出
交流电能叫副线圈/二次绕组 。
• 变压器的主要部件有： (1)器身：包括铁心、绕组、绝缘部件及引线。 铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高， 厚度为 0.35 或 0.5 mm.表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅 钢片叠装而成。铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套 有绕组；铁轭闭合磁路之用。铁心结构的基本形式有心式 和壳式两种 。 绕组是变压器的电路部分，它是用纸包的绝缘扁线或圆 线绕成 。