电工电子技术全套ppt课件

1.电压变换
i0
设变压器空载运行
+
u1
–
e+–σe11+–
s1
一次侧接交流电源， 二次侧开路。
N1
i2 0
++
e2 u20
–– N2
u1 i0 ( i0N1)
s1
eσ1
Lσ1
di0 dt
dΦ e1 N1 dt
dΦ e2 N 2 dt
空载时，铁 心中主磁通
是由一次
绕组磁通势 产生的。
i0 N1 2m3
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变压器的分类
电力变压器 (输配电用)
按用途分 仪用变压器
整流变压器 三相变压器
按相数分 单相变压器
S9-M-400/10配电变压器
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变压器的基本结构
+
i1
Φ
u1
–
变压器符号：
N1 单相变压器
铁心
i2
+
u2 ZL
–
N2 二次
绕组
一次、二次绕组互不相连， 能量的传递靠磁耦合。
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3.3.1 变压器的工作原理
B，
B
B
H
O
H
磁化曲线
注:当有磁性物质存在时B与 H不成比例,Φ与I也不成比例。
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三、磁滞性
当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）
时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，
当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞
后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。
B
1
Br 2
剩磁：当线圈中电流减到零
这样的磁场则称为均匀磁场。 ＝BS
4
三、磁场强度
磁场强度是计算磁场所用的物理量， 其大小为磁感应强度和导磁率之比。
矢量
HB
H的单位：安／米
的单位：亨／米
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四、磁导率
磁导率 是一个用来表示磁场媒质磁性和衡
量物质导磁能力的物理量。
•真空中的磁导率为常数
0 4 10 7 H / m
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•一般材料的磁导率 和真空磁导率 0 的比值， 称为该物质的相对磁导率 r
一有次载侧时接，交铁流心中
电主源磁，通二是次由侧一
接次负、载二。次绕组磁
磁感应 强度
安培环路 定律
F Rm
Rm
l
S
Φ
B S
NI HL
0
欧姆定律 电阻
IE R
R l
S
电流 强度
JI S
克氏 电压定律
E U
克氏 电流定律
I
0
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3.2 交流铁心线圈电路
一.电磁关系
u i（Ni）
s
i
＋
eu
－
es
－
e
＋ －
s
e＋s
铁心线圈的交流电路
e N d dt
es
N ds dt
S
I
NI F
l
Rm
S
磁路的 欧姆定律
说明 F=NI为磁通势 l为磁路的平均长度
Rm为磁阻 S为磁路的截面积
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磁路和电路的比较（一）
磁I
路
N
磁通势 磁通
F IN Φ
磁压降
HL
I
电
+
电动势 电流 电压降
路
E UR
_
E
I
U
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磁路
I
N
电路 +I _E R
磁路与电路的比较 (二)
基本定律 磁阻
r
0
或
r
H 0H
B B0
r 1非磁性材料 r 1磁性材料
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3.1.2 磁性材料的磁性能
磁性材料的磁性能
高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性
一、高导磁性
指磁性材料的磁导率很高， r>>1，使其具有 被强烈磁化的特性。
磁 性 物 质 的 磁 化
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二、磁饱和性
当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁 性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方 向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。
Hdl Hxlx Hx 2 x
x
I NI
Hx
NI F
Hx
lx
lx
其中
I
l x＝2 x是半径为x的圆周长
Hx是半径 x 处的磁场强度 F＝NI即线圈匝数与电流的乘 积，称磁通势
单位为安[培]（A） 13
磁路的欧姆定律
对于环形线圈
线圈 匝数N
磁路 长度L
NI Hl B l l
既为该点的磁场方向。
的单位：伏•秒，通称为韦[伯] Wb
或麦克斯韦Mx 1Wb＝108Mx
3
二、磁感应强度
磁力线的疏密程度，反映了该处磁场的强弱。
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁
力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。
矢量
B S
B的单位：特[斯拉]（T） 的单位：韦伯
如 磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，
Φ m
s in t
则 u NΦm cost
2 fNΦm cos t
有效值
U
Um 2
4.44
fN
Φ m
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率 f 、线圈匝数N一定时，Φm
恒定。
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3.3 变压器
变压器是变换各种交流电压的电器。它是利 用电磁感应定律并通过磁路的耦合作用, 把某一 个数量级的交流电压，变换成同频率的另一个数 量级的交流电压的能量变换装置。
3
（H＝0），铁心在磁化时所
O 6 H 获的磁性还未完全消失，这
5 4
时铁心中所保留的磁感应强 度称为剩磁感应强度Br
磁滞回线
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铁磁材料分类：
软磁材料（磁滞回线窄长。常用
做磁头、磁心等）
永磁材料（磁滞回线宽。常用做
永久磁铁）
矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可
用做记忆元件）。
B(φ) Br
Hc 0
H（I）
B(φ)
Br
Hc 0
H（I）
B(φ)
Br
Hc 0
H（I）
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3.1.3 磁路及其分析 安培环路定律（全电流定律）：
磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过 这个闭合路径内电流的代数和。即
Hdl I I1 I2
I3
电流方向和磁场强度的方向
H
符合右手定则，电流取正；
否则取负。
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ห้องสมุดไป่ตู้
在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相 同，各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可 写成：
原、副边电压关系（变电压）
根据交流铁心线圈电
i10
路的分析可得：
E1 4.44 f N1Φm
u1
e1
i2 e2 u20
E2
4.44 f
N
Φ
2m
U1 E1 N1 K U2 E2 N2
i2 0 时 u2 u20
K为变比
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
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2. 电流变换
带负载运行情况
i1
Ls
di dt
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二、交流磁路的分析
交流激励
Φ 线圈中产生感应电势 的和感Φ应s电产势生
Φ
电路方程：
i
u+
-
-Φs
+e
-+es
u uR (e) (es ) Ri (e)
u 一般情况下 R 很小
Φ ：主磁通
Φs ：漏磁通
u N dΦ dt
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Φ
i
Φs
u
eL
es
u N dΦ dt
假设
第3章 磁路与变压器
3.1 磁路 3.2 交流铁心线圈电路 3.3 变压器(自学为主)
1
3.1 磁路
磁路：主磁通所经过的闭合路径。
i
+
Φ
u
－
2
3.1.1 磁场的基本物理量
磁场的特性可用磁通、磁感应强度、磁场强度、 磁导率等几个物理量表示。
一、磁通
磁场中穿过某一截面积S 的磁感应线数，称为
通过该面积的磁通[量]。磁感应线上每一点的切线方向