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第五章磁路与变压器

第五章磁路与变压器第五章磁路与变压器*第三节变压器工作原理第一节磁路概述第二节变压器的基本结构第四节变压器的绕组极性第五节三相变压器第六节变压器的额定值第六节仪用互感器第七节自耦变压器1.磁感应强度B—矢量2.磁通F—标量单位：Wb4.磁场强度H—矢量定义：H=B/3.磁导率真空磁导率0=410–7H/m（亨/米）均匀磁场—磁场内各点的B大小相等，方向相同。对于均匀磁场F=B•S相对磁导率r=/0对于铁磁材料r=102105单位：A/m(安培/米)单位：T一、磁场的基本物理量第一节磁路概述与磁场方向相垂直的单位面...

第五章磁路与变压器*第三节变压器工作原理第一节磁路概述第二节变压器的基本结构第四节变压器的绕组极性第五节三相变压器第六节变压器的额定值第六节仪用互感器第七节自耦变压器1.磁感应强度B—矢量2.磁通F—标量单位：Wb4.磁场强度H—矢量定义：H=B/3.磁导率真空磁导率0=410–7H/m（亨/米）均匀磁场—磁场内各点的B大小相等，方向相同。对于均匀磁场F=B•S相对磁导率r=/0对于铁磁材料r=102105单位：A/m(安培/米)单位：T一、磁场的基本物理量第一节磁路概述与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通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。1.全电流定律：òlH·dl=åII铁心线圈磁路的概念磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路与电路一样，也是电工技术课程所研究的基本对象。二、磁路的基本定律磁动势Fm=N•I磁压降Um=H•l均匀磁场I1I2N1N2Hl=NI=N1I1-N2I2l0l12.磁路的欧姆定律可与电路类比I1I2123l3l2l1N1N2l0=BS=HS=—–HllS=—–FmRmS定义：Rm=—–lUm=Rm•或Um=Fm=NIU=R•IR=—–lSA单位：1/H(1/亨)由于的非线性使得磁路欧姆定律不能用于定量计算1.高导磁性2.磁饱和性3.磁滞性Hm–HmBHB-H-HbcBHa三、磁性材料的磁性能相同的H，则B1>B2I11N1I22N2相同的B，则H1空载电流i0)二.负载运行和电流变换漏磁通忽略恒磁通原理aSZLN1I1=N2I2N1I1+N2I2=N1I0•••N1I1+N2I2=0••N1I1=–N2I2••N1N2AXx••I1E2•U2•E1•U1••I2I1I2—=–—=—N2N11K•(I0小)结论产生主磁通m的磁动势相等：有效值I0=I1N(38)1、变电流不适用于空载和轻载•I2nZL•U2•U1•I1Z0E•cos=0.8cos=110U2/U2NI2/I2N11.损耗P=PCu+PFePCu=I1R1+I2R2222.效率P2P1=—×100%P2+PCu+PFeP2=————×100%外特性U2=f(I2)=(9099)%2.变压器的外特性3、变压器的损耗与效率U2比U20下降（2--3）%'ZL=—U1I1•••I2nZL•U2•U1•I1Z0ZL=—–U2I2••'ZL=–——–nU2–I2/n••=n2–—U2I2••=n2ZL'ZL=n2ZLE•结论三.阻抗变换变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。可利用变压器进行阻抗匹配适用范围？阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率RsRL信号源设：信号电压的有效值:U1=50V;信号内阻：Rs=100;负载为扬声器，其等效电阻：RL=8。求：负载上得到的功率解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：Rs（2）将负载通过变压器接到信号源上。输出功率为：设变比则：结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条件（信号源内、外阻抗差不多相等）。当电流流入两个线圈(或流出）时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。一、同极性端(同名端)AXax**AXax**第四节变压器绕组的极性AXax••AXax••ii1••2AXaxii12AXax••同名端同名端电器使用时两种电压（220V/110V）的切换：220V：联结2－3110V：联结1－3，2－4二、线圈的接法1324**220V：联结2－3励磁两种接法下线圈工作情况的分析**1324110V：联结1－3，2－41,32,4220V：联结2－31324**说明：两种接法下不变，所以铁芯磁路的设计相同励磁'问题1：在110V情况下，如果只用一个绕组（N），行不行？答：不行（两绕组必须并绕）原边有两个相同绕组的电源变压器（220/110），使用中应注意的问题：**13241,32,4N若两种接法铁芯中的磁通相等，则：问题2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：在极性不明确时，一定要先测定极性再通电。答：有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消烧毁感应电势电流很大原因：**1324’第五节三相变压器一、三相变压器的结构U1U2u1u2••V1V2v1v2••••W2W1w1w2N1N2N1N2=K二、三相变压器绕组的接法U1V1W1u1v1w1NU1V1W1u1v1w11.额定容量SNSN=U1NI1N=U2NI2N三相变压器单相变压器SN=U1NI1N=U2NI2N2.额定电压U1N和U2N3.额定电流I1N和I2N4.额定频率fNU2N—原方加U1N时，副方绕组的开路电压U2N应比满载运行时的输出电压U2高出23%第六节变压器的额定值线电压，线电流容量SN输出功率P2原边输入功率P1输出功率P2注意：变压器几个功率的关系效率决定于负载功率因数容量：原边输入功率：输出功率：U1•N1N2ZL•U21.工作原理2.优点3.使用注意事项第七节自耦变压器----结构简单使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：原、副边千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。一、电压互感器：用低量程的电压表测高电压1.副边不能短路，以防产生过流；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损时，在副边出现高压。使用注意：VRN1（匝数多）保险丝N2（匝数少）~u（被测电压）电压表被测电压=电压表读数N1/N2第八节仪用互感器二、电流互感器：用低量程的电流表测大电流（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2电流表被测电流=电流表读数N2/N1铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过压。使用注意事项：例：分析电磁铁工作状态1.直流电磁铁衔铁铁心铁心线圈线圈衔铁F=——S0B0202(1)结构特征(2)吸力→F↑对直流U=IRU不变时，I不变磁动势Fm=IN=Um=Rm也不变Rm=Rm0+Rm1Rm=Rm1吸合后前↑在吸合后F=——S0B0202B0↑A不变结论：吸力变大！(3)吸合前后的吸力—变化（2）吸力（1）结构特征平均吸力：铁心由硅钢片叠成；F=——–SBm402有分磁环2.交流电磁铁1铁心2短路铜环由于1与2之间出现了相位差，合成磁通所产生的电磁吸力就不会为零。（4）吸合前后的吸力—不变磁动势Fm=iN=Um=RmRm=Rm0+Rm1Rm=Rm1吸合后前在吸合过程中,吸力不变,励磁电流由大→小结论：根据U=4.44fNm当U,f,N不变,m不变→Bm不变→吸力F不变大→iN↑→有效值I大小→iN↓→有效值I小吸力不变,电流由大变小！1.直流磁路U=4.44fNm小结：2.交流磁路磁路与电路分开分析磁路与电路不能分开分析电路U=IR电路U=IR2+L2思考题：1.交流电磁铁接在直流电源上2.直流电磁铁接在交流电源上3.交流电磁铁卡住，吸合不上—烧线圈—t↑→烧线圈—吸合不上第五章结束

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