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高二物理变压器知识点总结一、引言变压器是电能的重要转换装置之一，在电力系统和电子设备中得到广泛应用。
了解变压器的原理和工作机制对于理解电力传输、电子设备工作原理以及解决相关问题具有重要意义。
本文将对高二物理中关于变压器的知识点进行总结，以帮助同学们深入了解变压器的相关概念和运作原理。
二、变压器基本原理变压器是利用电磁感应原理实现电能的转换。
它由一个或多个匝数不同的线圈（即主线圈和副线圈）以及一个闭合的铁芯组成。
根据线圈匝数的不同，可以实现电压的升降，并且能够根据功率关系保持输入和输出功率的基本平衡。
三、变压器的结构1. 主线圈：主线圈是变压器中匝数较多的线圈，通常连接到电源上，承担输入电压的供应。
2. 副线圈：副线圈是匝数较少的线圈，它通常连接到负载上，负责输出电压。
3. 铁芯：铁芯是变压器的磁路部分，起到集中磁力线的作用，并提高变压器的效率。
四、变压器的工作原理当交流电通过主线圈时，会在铁芯中产生交变磁场。
这个交变磁场作用于副线圈，由于电磁感应，副线圈中会产生感应电动势，进而驱动负载工作。
根据变压器的匝数比例，可以实现输入电压和输出电压的升降。
五、变压器的特性和应用1. 变压器的变压比：变压器的变压比定义为输出电压和输入电压的比值。
根据变压比，变压器可以分为升压变压器和降压变压器。
2. 变压器的功率关系：在理想情况下，变压器的输入功率和输出功率满足等式：输入功率=输出功率，这是因为变压器是一个能量转换装置。
3. 变压器的效率：变压器的效率定义为输出功率与输入功率之比。
高效率的变压器可以减少能量的损耗，并提高变压器的使用效果。
4. 变压器的应用：变压器广泛应用于电力系统中，用于高压输电和地方电网的降压。
此外，变压器也用于各种电子设备中，如电视、电脑等。
六、变压器的影响因素和故障排除1. 变压器的损耗：变压器在转换电能的过程中会产生一定的损耗，主要包括铁损和铜损。
铁损是由于铁芯材料的磁滞和涡流效应引起的能量损失，而铜损则是由线圈会导线阻抗引起的能量损失。
变压器的励磁电流有什么特点在电力系统中，变压器是一种非常重要的设备，它起着变换电压、传输电能的关键作用。
而要理解变压器的工作原理和性能，就不得不提到励磁电流。
那么，变压器的励磁电流究竟有哪些特点呢？首先，我们来了解一下什么是变压器的励磁电流。
简单来说，励磁电流就是在变压器铁芯中建立磁场所需要的电流。
当变压器的一次绕组接通电源时，电流通过绕组产生磁场，这个电流的一部分就用于建立铁芯中的磁场，这部分电流就是励磁电流。
励磁电流具有非线性的特点。
这是因为变压器铁芯的磁导率不是恒定的，它会随着磁场强度的变化而变化。
在磁场强度较低时，铁芯的磁导率较高，励磁电流相对较小；而当磁场强度增加到一定程度后，铁芯逐渐趋于饱和，磁导率下降，此时要维持磁场强度的增加，就需要更大的励磁电流。
变压器的励磁电流通常比较小。
与变压器的负载电流相比，励磁电流的值通常只占很小的比例。
这是因为变压器在设计时，会尽量采用高导磁率的铁芯材料，以减小励磁电流，提高变压器的效率。
励磁电流还具有滞后性。
由于铁芯材料的磁滞特性，励磁电流的变化会滞后于磁场的变化。
这意味着在交流电源的每个周期内，励磁电流的波形会与磁场的波形存在一定的相位差。
另外，励磁电流的大小与变压器的铁芯材料、铁芯的几何形状和尺寸等因素密切相关。
不同的铁芯材料具有不同的磁性能，例如硅钢片具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗，因此常被用于变压器铁芯。
而铁芯的形状和尺寸也会影响磁场的分布和强度，从而影响励磁电流的大小。
在变压器空载运行时，励磁电流主要用于建立磁场，此时的励磁电流被称为空载励磁电流。
空载励磁电流基本上是一个纯无功电流，它只在变压器内部进行电磁能量的交换，不向负载传递功率。
当变压器带上负载时，负载电流会在变压器的绕组中产生一个去磁作用，这会导致铁芯中的磁场减弱。
为了维持铁芯中的磁场强度不变，励磁电流会相应地增加。
因此，在负载运行时，励磁电流会随着负载的变化而有所改变。
此外，温度也会对变压器的励磁电流产生影响。
一、实验目的1、了解差动变压器的基本结构。
2、掌握差动变压器及整流电路的工作原理。
3、掌握差动变压器的调试方法。
二、实验原理1、差动变压器由一个初级线圈和两个次级线圈及一个铁芯组成，当铁芯移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化使次级线圈的感应电势产生变化，一个次级线圈的感应电势增加，另一个则减少，将两个次级线圈反向串接，就可以引出差值输出，其输出电势反映出铁芯的位移量。
2、差动变压器实验电路图如图1-1所示。
图1-1传感器的两个次级线圈(N2、N3)电压分别经 UR1、UR2两组桥式整流电路变换为直流电压，然后相减，经过差动放大器放大后，由电压表显示出来R1、R2为两桥臂电阻，RP1为调零电位器，R3、R4、C1组成滤波电路，R5为负载电阻，采用这种差动整流电路可以减少零点残余电压。
三、实验过程与数据处理1.固定好位移台架，将电感式传感器置于位移台架上。
调节测微器使其指示12mm左右，将测微器装入台架上部的开口处，再将测微器的测杆与电感式传感器的可动铁芯旋紧。
然后调节两个滚花螺母，使铁芯离开底面 10mm，注意要使铁芯能在传感器中轻松滑动，再将两个滚花螺母旋紧。
2.差动放大器调零，用导线将差动放大器的正负输入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；按下面板上电压量程转换开关的20V档按键（实验台为将电压量程拨到20V 档）；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RP2旋钮使电压表指示向零趋近，然后换到2V量程，旋动调零电位器RP2旋钮使电压表指示为零；此后调零电位器 RP2旋钮不再调节，根据实验适当调节增益电位器RP1。
3.按图1-1将信号源的两输出端 A，B接到传感器的初级线圈N1上，传感器次级线圈 N2、N3分别接到转换电路板的 C、D 与 H、I上，并将F与L用导线连接，将差动放大器与数字电压表连接好。
这样构成差动变压器实验电路。
4、接通电源，调节信号源输出幅度电位器RP2到较大位置，平衡电位器RP1处于中间位置，调节测微器使输出电压接近零，然后上移或下移测微器 1mm，调节差动放大器增益使输出电压的值为300mV左右，再回调测微器使输出电压为 0mV。
电机学实验⼀：单相变压器的特性实验实验⼀单相变压器的特性实验⼀、实验⽬的通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运⾏特性和技术性能。
⼆、实验内容1．空载实验（1）测取空载特性I0、P0、cos 0=f(U0)（2）测定变⽐2．测取短路特性：U K=f(I K)，P K=f(I K)三、实验说明1．实验之前请仔细阅读附录中多功能表的使⽤说明。
2．实验所⽤单相变压器的额定数据为：S N=1KVA，U1N/U2N=380/127V。
1) 单相变压器空载实验（1）测空载特性图2-1为单相变压器空载实验原理图，⾼压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。
本实验采⽤多功能表测量电路中的电压、电流和功率。
接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表U a接到三相调压器输出端a端上，多功能表U b、U c和U n短接后接到三相调压器输出端N端上，调压器的N端和电⽹的N端短接。
实验步骤：①请参照图1-1正确接线②检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升⾼调压器的输出电压，使U0（低压侧空载电压）由0.7U2N（0.7*127V=90V）逐步调节到1.1U2N (1.1*127V=150V)，中间分数次（⾄少7次）测量出空载电压U0，空载电流I0及空载损耗P0，测量数据记⼊表1-1。
* 在额定电压测量出⼀组空载数据。
* U0，I0，P0 可以从三相多功能表直接读取。
* 注意实验时空载电压只能单⽅向调节。
③实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。
（2）测定变⽐变压器⾼压侧绕组开路，低压侧绕组接⾄电源，经调压器调到额定电压U2N，⽤万⽤表测出⾼压侧、低压侧的端电压，从⽽可确定变⽐K。
接线图可直接⽤变压器空载实验接线图。
2) 单相变压器短路实验实验接线原理如图1-2所⽰，低压线圈短路，⾼压线圈经调压器接⾄电源。
实验步骤：①请参照实验接线图1-2正确接线②检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，缓慢调⾼电压，使短路电流由1.2I1N（ 1.2*2.63A=3.15A）升⾼到0.5I1N（0.5*2.63A=1.31A），中间分数次（⾄少5次）测量短路电压U K，短路电流I K及短路损耗P K，测量数据记⼊表1-2中。
R型、环型、EI型变压器特性对比R变压器外形：简洁的设计正是R变压器的标准。
绕组：标准的均匀排列的线圈绕线，优良的设计保证了绕线的均衡。
漏磁：标准的均匀绕线保证了很小的漏磁，因而变压器无需金属铸模。
绝缘：使用了双层结构的骨架，因而很易达到安全标准，并有足够的绝缘强度。
安装：设计简洁，矩形的安装表面可置于每个适用空间的任何需要的方向，也可以侧面或垂直安装。
环型变压器外形：环形变压器的设计较为简陋，因而导致较大的铜损。
绕组：铜线的卷绕在环的内侧部位堆积得很密，而在外侧却较稀疏，绕线不均匀。
漏磁：绕线不均匀引起很大漏磁，为了减少漏磁的影响，变压器有时需要放/置在金属铸模中。
绝缘：绕线无骨架，这样，满足安全标准就有困难，有时需要一个树脂模。
安装：由于外形是圆形，所以要求安装的长度与宽度必须相同。
R变压器外形：绕制的铁芯较大地利用材料的特性，其标准模型具有薄、小和轻的特点。
漏磁：磁隙没有任何影响，由于均衡的绕线使漏磁相互抵消，漏磁总通量可减到极小，因而甚至可以不加屏蔽而使用。
励磁电流：因为所有的磁路都是同一方向，而将励磁电流减到较小，晶粒取向性硅钢片的卷绕使磁隙全无。
发热：铁损小，因而发热量达到较低，所以铁芯产生的热量非常低。
效率：低损耗保证了高效率。
安装：因为设计小巧轻便，可以水平或垂直安装以节省空间。
E-I型变压器外形：外形方正，简陋的设计导致大量的铁损与铜损，变压器也因而外形庞大笨重。
漏磁：在两个磁路中间，和各磁路间隙中存在漏磁，甚至当输出级没有电流时仍有大量漏磁存在，因而干扰了周围敏感部件的工作。
励磁电流：由于有磁隙的存在，不能利用晶粒取向性硅钢片材料的优越性能，以及在层迭组合工作中的变化等原因就需要更多的，较大的励磁电流。
发热：大量的铁损引起热量散发不易，部分线圈在铁芯的内部，因此，发热量非常大。
效率：损耗大引起效率低。
安装：通常的立方体形状占据空间较大，即使改变安装方法也无济于事。
简述工频高压试验变压器的特点摘要：一、引言二、工频高压试验变压器的定义和作用三、工频高压试验变压器的特点1.工频高压试验变压器的工作原理2.输出电压稳定3.容量大，效率高4.安全性高5.结构紧凑，便于携带和维护四、工频高压试验变压器的应用领域五、结论正文：一、引言在电力系统中，高压试验是保证电力设备安全运行的重要环节。
工频高压试验变压器作为高压试验设备的核心部分，其性能和特点直接影响到试验的结果和安全性。
本文将详细介绍工频高压试验变压器的特点，以帮助大家更好地了解和应用这一重要设备。
二、工频高压试验变压器的定义和作用工频高压试验变压器是一种用于高压试验的专用变压器，它能将输入的交流电压升高到试验所需的电压，以对被试设备进行电压、电流、功率等参数的测量和分析。
其作用主要是检验电力设备在正常运行电压下的绝缘性能、泄漏电流、介质损耗等指标。
三、工频高压试验变压器的特点1.工频高压试验变压器的工作原理工频高压试验变压器采用串联谐振原理，使输入的交流电压在变压器中产生高频电磁感应，从而实现输出电压的升高。
这种工作原理使得工频高压试验变压器具有良好的频率响应特性，能适应不同频率的电源波动。
2.输出电压稳定工频高压试验变压器采用先进的调压技术，使输出电压在试验过程中保持稳定。
这有利于确保试验结果的准确性和可靠性，避免因电压波动引起的试验误差。
3.容量大，效率高工频高压试验变压器具有较大的容量和较高的效率，能够在短时间内完成对大量被试设备的试验，提高试验效率。
4.安全性高工频高压试验变压器在设计时充分考虑了安全性，采用绝缘材料和密封结构，有效防止试验过程中高压部分的泄漏和短路。
同时，还设有过压、过流、漏电等保护装置，确保试验过程的安全。
5.结构紧凑，便于携带和维护工频高压试验变压器采用紧凑结构设计，占地面积小，便于携带和搬运。
同时，采用模块化设计，易于维护和更换部件。
四、工频高压试验变压器的应用领域工频高压试验变压器广泛应用于电力、石油、化工、冶金、机械等行业，适用于各类高压电力设备的试验和检测。
变压器的空载运行特性介绍一、电磁物理现象1、磁通：(1) 主磁通(Φ)----由一次绕组电流产生，同时交链一、二次绕组的磁通。
沿铁芯路径闭合，磁阻小、会饱和，由电磁转换传递功率。
(2) 一次漏磁通(Φ1σ)----由一次绕组电流产生，只交链一次绕组的磁通。
沿空气回路闭合，磁阻大、不会饱和，不传递功率。
2、其他：(1) 空载运行----运行时一次绕组加电压，二次绕组开路，输出电流为零。
(2) 空载电流（i0）----空载运行时，一次绕组所加电流（i1=i0）。
(3) 励磁电流（im）----空载时，不输出电流，则输入电流全部用于建立磁场，故im= i0 。
(4) 电磁关系：二、正方向的规定1、目的：对交变的量，规定了正方向，才能列写电压方程。
2、应用：当求解出的电压、电流、磁势、磁通等为正值，代表实际方向同规定的正方向，为负，代表实际方向与规定的正方向相反。
3、选择：电流g磁通，右手螺旋；磁通g电势，也是右手螺旋。
三、感应电动势、电压变比1、电压平衡式：2、电势：3、变比：四、励磁电流引言：忽略电阻压降、漏电势有：，当外施电压大小、波形（正弦）一定，则磁通的大小和波形也一定，磁通Φ为“正弦基波”，产生磁通的励磁电流im(i0)如何？1、磁路饱和对励磁电流的影响(1) 当磁路未饱和时（Bm<0.8T），i0与Φ的关系曲线为线性，产生正弦波磁通，则励磁电流也按正弦变化。
(2) 当磁路饱和时（Bm>0.8T），i0与Φ的关系曲线为非线性，产生正弦波磁通，则励磁电流为对称的尖顶波变化，为便于矢量表达，取有效值相同的正弦波代之。
定义尖顶波电流（），为“磁化电流”，相位与磁通一致（同相位）。
2、磁滞现象对励磁电流的影响(1) 电流产生磁通，上升磁化曲线与下降不重合。
(2) 要产生正弦波磁通，励磁电流i0为不对称的尖顶波，可分解为一个对称尖顶波的磁化电流iμ和磁滞损耗电流ih 。
(3) 相位：，3、涡流现象对励磁电流的影响(1) 原因：交变磁通g在铁芯中感应电势g产生涡流(电流)g涡流损耗（有功损耗）。
电源变压器的特性参数1工作频率变压器铁心损耗与频率密切相关，应根据使用频率进行设计和使用，即工作频率。
2额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。
3额定电压允许施加在变压器线圈上的电压，在运行中不得大于规定值。
4电压比指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。
5空载电流当变压器二次侧开路时，一次侧仍有一定电流，称为空载电流。
它由磁通损耗（空载电流）和铁芯损耗（空载电流）组成。
对于50Hz电力变压器，空载电流基本上等于磁化电流。
6空载损耗指变压器二次侧开路时在一次侧测量的功率损耗。
主要损耗是铁芯损耗，其次是初级线圈铜电阻上的空载电流损耗（铜损耗），这非常小。
7.效率指次级功率p2与初级功率p1比值的百分比。
通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。
8绝缘电阻它表示变压器线圈之间以及线圈与铁芯之间的绝缘性能。
绝缘电阻与所用绝缘材料的性能、温度和湿度有关。
电感量计算公式四、电感在电路中的作用基本作用：滤波、振荡、延迟、陷波等形象说法：d通直流，阻交流‖详细说明：在电子电路中，感应线圈作用于交流有限电流。
它与电阻器或电容器可以形成高通或低通滤波器、移相电路和谐振电路；变压器可以进行交流耦合、电压变换、电流变换和阻抗变换。
由感抗xl=2πfl知,电感l越大，频率f越高，感抗就越大。
该电感器两端电压的大小与电感l成正比，还与电流变化速度△i/△t成正比，这关系也可用下式表示：感应线圈也是一种储能元件。
它以磁性的形式储存电能。
储存的电能可用以下公式表示：WL=1/2li2。
可以看出，线圈的电感越大，流量越大，存储的电能越多。
电感符号电感量的标称：直标式、色环标式、无标式电感方向性：无方向检查电感：用电感测量仪测量电感；使用万用表测量其通断，理想的电感电阻非常小，几乎为零。
五、电感的型号、规格及命名。
国内外电感制造商众多，其中著名品牌制造商包括Samung、phi、TDK、****x、Vishay、NEC、KEMET、Rohm等。
变压器的主要参数有哪些？分别代表什么含义
变压器的主要参数有电压比、频率特性、额定功率和效率等。
(一)电压比n变压器的电压比n与一次、二次绕组的匝数和电压之间的关系如下:n=V1/V2=N1/N2
式中N1为变压器一次(初级)绕组，N2为二次(次级)绕组，V1为一次绕组两端的电压，V2是二次绕组两端的电压。
升压变压器的电压比n小于1，降压变压器的电压比n大于1，隔离变压器的电压比等于1。
(二)额定功率P此参数一般用于电源变压器。
它是指电源变压器在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温度时的输出功率。
变压器的额定功率与铁心截面积、漆包线直径等有关。
变压器的铁心截面积大、漆包线直径粗，其输出功率也大。
(三)频率特性频率特性是指变压器有一定有工作频率范围，不同工作频率范围的变压器，一般不能互换使用。
因为变压器有其频率范围以外工作时，会出现工作时温度升高或不能正常工作等现象。
(四)效率效率是指在额定负载时，变压器输出功率与输入功率的比值。
该值与变压器的输出功率成正比，即变压器的输出功率越大，效率也越高;变压器的输出功率越小，效率也越低。
变压器的效率值一般在60%~100%之间。
整流变压器的特点
1. 简介
整流变压器是一种具有降压、整流等功能的变压器，通常用于大型电力设备、讯号设备和工业设备等场合。
它的主要作用是将高压电变成合适的低压电，以便设备能够稳定地运行。
2. 特点
2.1 降压
整流变压器最主要的特点就是可以将高压电降为合适的低压电。
这种电压降低的功能常常用于电器设备运行所需要的电能供给。
比如，对于一些低压设备，在使用之前需要将有些大功率的高压电转换为适合其使用的低压电。
2.2 整流
除了降低电压的功能之外，整流变压器还可以将交流电转化为直流电，这是其常用的特点之一。
直流电是一种更为稳定的电流，可以更有效地供给电器设备所需的电能。
2.3 绝缘
整流变压器的绝缘效果是很好的，这意味着在使用过程中不会出现任何漏电的情况。
这种绝缘效果在电器设备运行中至关重要，因为漏电会导致电器设备损坏，甚至可能引起火灾。
2.4 高效能
整流变压器的转换效率相当高，这意味着它在转化电能时能够有效地减少能量的损耗。
这种高效能的转换效果在大型设备中是非常重要的，因为对于这种设备而言，能效的优化是非常关键的。
2.5 科技化
现代整流变压器技术已经越来越先进了，如今生产的整流变压器有着更高的精度和更完善的功能。
这种高科技的特性使得整流变压器在许多应用领域都有着广泛的应用前景。
3. 结论
整流变压器是一种非常重要的电力设备，具有多项优秀的技术特点。
它在电力
系统、工业设备和电器设备中都有着重要的应用，是现代化的不可代替的组成部分。
第 6 章?? 变压器的基本理论 1. 分析变压器内部的电磁过程。 2. 分析电压、电流、磁势、磁通、感应电势、功率、损耗等物理量之间的关系。 3. 建立变压器的等效电路模型和相量图。 4. 利用等效电路计算分析变压器的各种性能。
6-1?? 变压器的空载运行 一.空载运行物理分析
一次侧接额定电压U1N，二次侧开路的运行状态称为空载运行（i2=0）。 空载时一次侧绕组中的电流i0为空载(或叫激磁)电流，磁势F0=I0N1叫励磁磁势。 F0产生的磁通分为两部分，大部分以铁心为磁路（主 磁路），同时与一次绕组N1和二次绕组N2匝链，并在两个绕组中产生电势e1和e2，是传递能量的主要媒介，属于工作磁通，称为主磁通Ф。 另一部分磁通仅与原方绕组匝链，通过油或空气形成闭路，属于非工作磁通，称为原方的漏磁通Ф1σ。 铁心由高导磁硅钢片制成，导磁系数μ为空气的导磁系数的2000倍以上，所以大部分磁通都在铁心中流动，主磁通约占总磁通的99％以上，而漏磁通占总磁通的1％以下。 问题6-1：主磁通和漏磁通的性质和作用是什么 规定正方向：电压U1与电流I0同方向，磁通Ф正方向与电流I0正方向符合右手螺旋定则。电势E与I0电流的正方向相同。 由于磁通在交变，根据电磁感应定律： e1= -N1 dΦ/dt e2= -N2 dΦ/dt e1σ= -N1 dФ1σ/dt
二.电势公式及电势平衡方程式推导 空载时，主磁通Ф在一次侧产生感应电势E1，在二次侧产生感应电势E2，一次侧的漏磁通Ф1σ在一次侧漏抗电势E1σ。 假设磁通为正弦波Ф=Фm sin ωt??? 则 e1= -N1 dΦ/dt=-N1 dФm sin ωt/dt = -N1Фmωcosωt=N1Фmωsin (ωt-90°) =E1m sin (ωt－90°) 电势在相位上永远滞后于它所匝链的磁通90o。?? 其最大值:E1m= ω N1Фm? = 2π f N1Фm 其有效值:E1=E1m/sqrt(2) = 2π f N1 Фm/ = f N1Φm 这就是电机学最重要的“”公式。说明了感应电势E1
与磁通Φm、频率f、绕组匝数N1成正比。
同样可以推出e2和e1σ的公式： e2=E2msin(ωt-90°) E2m=N2Φmω E2= f N2 Φm e1σ=-N1dΦ1σ/dt =N1Φ1σmωsin(ωt-90°)? E1σm=ω N1Φ1σm E1σ= f N1Φ1σm 由于漏磁路的磁导率μo为常数，Φ1σm =L1σII0，故E1σ= N12L1σI0=X1σI0，即E1σ可用漏抗压降的形式表示。 以上推导涉及到的电磁量均为正弦变化，可以用相量来表示。用相量时可同时表示有效值和相位。 E1σ=-jX1σI0 考虑到一次侧绕组的电阻压降后，其电势平衡方程为 U1=-E1-E1σ+R1I0=-E1+jX1σI0+R1I0 =-E1+I0Z1 二次侧无电流，故：E2=U2 对于一次侧来说，电阻压降和漏抗压降都很小。所以U1≈-E1= f N1Φm，可见变压器的磁通主要由电源电压U1、频率f 和一次侧绕组的匝数N1决定。在设计时，若电压U1和频率f给定，则变压器磁通由匝数N1决定。对于制成运行的变压器，其磁通Φ可以由电压U1和频率f控制。 问题6-2：220V、50Hz的变压器空载接到220V、25Hz的电源上，后果如何 问题6-3：220V、50Hz的变压器空载接到220直流电源上，后果如何
三.变压器的变比k 和电压比K a) 变比k：指变压器1、2次绕组的电势之比。
1. k=E1/E2=Φm)/Φm)=N1/N2 2. 变比k等于匝数比。 3. 一次绕组的匝数必须符合一定条件： 4. U1 ≈ f N1Φm ≈ f N1BmS? 5. N1≈U1/ 6. Bm的取值与变压器性能有密切相关。 7. Bm≈热轧硅钢片~；冷轧硅钢片~ 8. b)电压比K：指三相变压器的线电压之比 9. 在做三相变压器联结绕组试验时用到电压比K进行计算。 10. K=(UAB/uab+UBC/ubc+UCA/uca)/3
四.空载运行时的等效电路和相量图 (1)励磁电流/铁耗电阻、励磁阻抗
空载运行时，电流i0分为两部分，一部分i0w纯粹用来产生磁通，称为磁化电流，与电势E1之间的相位差是90°，是一个纯粹的无功电流。 另一部分i0y用来供给损耗，是一个有功电流。 I0=I0w+I0r -E1=I0Rm+jI0Xm=I0Zm I0是励磁过程必须的电流(包括磁化电流/有功电流)，称为励磁电流。 Xm的物理意义是： 励磁电抗Xm是主磁通Φ的电抗，反映了变压器（电机）铁心的导磁性能，代表了主磁通对电路的电磁效应。 Rm是用来代表铁耗的等效（虚拟的）电阻，称为励磁电阻。Rm+jXm= Zm则称为励磁阻抗。 (2) 空载时的等效电路 用一个阻抗(Rm+jXm)表示主磁通Φ对变压器的作用，用另一个阻抗(R1+jX1σ)一次侧绕组电阻R1和漏抗X1σ的作用，即可得到空载时变压器的等效电路。 R1和X1σ受饱和程度的影响很小，基本上保持不变。 Rm和Xm是随着饱和程度的增大而减小。在实际应用中要注意到这个结论。 变压器正常工作时，由于电源电压变化范围小，铁心中主磁通的变化不大，励磁阻抗Zm也基本不变。
6-2??? 变压器的负载运行 一.负载运行
一次侧接电源U1，二次侧接负载ZL，此时二次侧流过电流I2。一次侧电流不再是I0， 而是变为I1，这就是变压器的负载运行情况。 负载后，二次侧电流产生磁势F2=N2I2，该磁势将力图改变磁通Φ，而磁通是由电源电压决定的， 也就是说Φ基本不变。 要维持Φ不变，一次绕组的电流将由原来的I0变为I1。I1产生磁势F1= I1N1，F1与F2共同作用产生Φ， F1+F2的 作用相当于空载磁势F0，也即激磁磁势Fm。 二.磁势平衡方程式 1. F1+F2=Fm≈F0 2. I1N1+I2N2=ImN1≈I0N1 3. I1=I0＋(-I2/k)=I0+I1L 4. I1L=-I2/k为负载后一次侧增加的电流。 5. I1L+I2/k=0 6. 负载后，一次侧绕组中的电流由两个分量组成，一个是其负载分量I1L， 另一个是产生磁通的励磁分量I0，I1L产生的磁势与二次侧电流产生的磁势大小相等,方向相反,互相抵消。 7. 在满载时，I0只占I1L的（2－8）％，有时可将I0忽略， 即： I1＋I2/k=0 8. I1/I2=1/k 9. 这就是变压器的变流作用，只有在较大负载时才基本成立，用此原理可以设计出电流互感器。
三.电势平衡方程式 根据规定的正方向可以写出电压平衡方程 U1= -E1+I1(R1+jX1σ) = -E1+I1Z1 U2= E2-I2(R2+jX2σ) = E2- I2Z2
6-3??? 变压器的等效电路和相量图 根据电势平衡方程可以画出变压器的一次侧和二次侧等效电路(Equivalent Circuit)。 1. 由于一、二次侧绕组匝数不同，其电势E1和E2也不同，难以将两侧的等效电路合并成一个完整的等效电路。 2. 折算原因：为了简化计算和分析； 3. 折算条件：折算前后，变压器的电磁效应不改变，变压器的功率大小也不改变。 4. 折算方法：我们可以将二次侧等效为用一个与一次侧匝数N1相同的绕组来等效替代。折算以后，两侧匝数相等，E1=E'2，k=1,原来的磁势平衡方程 5. I1N1+I2N2=ImN1变成了I1+I'2=Im，两侧的等效电路就可以合并了。具体如下
一.变压器的折算法 ? 将变压器的二次侧绕组折算到一次侧，就是用一个与一次侧绕组匝数N1相同的绕组，去代替匝数为N2的二次侧绕组，在代替的过程中，保持二次侧绕组的电磁关系及功率关系不变。也就是说折算前后，二次侧的磁势、功率和损耗应保持不变。 二.折算过程 折算前
二次侧 N2\U2\I2\E2\R2\X2σ\RL\XL????????????? 为实际值
折算后
二次侧 N2'\U2'\I2'\E2'\R2'\X2σ'\RL'\ XL'???????? 为折算值 (1)电势、电压折算 E2'= f N1Фm=E1 E2= f N2Фm ? 所以E2'/E2=N1/N2=k，E2'=kE2 ? 同样U2'=kU2 (2)电流折算 N1I2'=N2I2 I2'=I2N2/N1=I2/k (3)阻抗折算 ? 阻抗折算要保持功率/损耗不变 (I2')2R2'=(I2)2R2 R2'=(I2/I2')2 R2=k2R2 (I2')2X2σ'=(I2)2X2σ X2σ' = (I2/I2')2 X2σ= k2X2σ (I2')2 RL'=(I2)2 RL RL'=(I2/I2')2 RL= k2 RL (I2')2XL'=(I2)2XL XL'=(I2/I2’)2 XL= k2XL 三.变压器的等效电路? (Equivalent Circuit)
