变压器
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中国常用变压器的类型变压器是一种将交流电能从一个电路传输到另一个电路的电气设备,广泛应用于电力系统、工业生产以及民用家庭等领域。
根据不同的用途和工作原理,中国常用的变压器可以分为多种类型。
一、配电变压器配电变压器是用于城市、农村及工矿企事业单位的电力供应系统中,将高压电能变成低压电能的一种变压器。
它广泛应用于电力系统的输配电环节,常见的有油浸式配电变压器和干式配电变压器两种。
油浸式配电变压器具有容量大、体积小、运行可靠等优点,而干式配电变压器则具有无油、无污染、易于维护等特点。
二、电力变压器电力变压器是电力系统中主要的能量转换设备,用于将高压电能变成低压电能或低压电能变成高压电能。
电力变压器主要分为油浸式电力变压器和干式电力变压器两种。
油浸式电力变压器具有容量大、运行可靠、散热好等特点,适用于大型电力系统;而干式电力变压器则具有无油、无污染、节能环保等优点,适用于城市及工矿企事业单位的电气系统。
三、整流变压器整流变压器是一种特殊的变压器,主要用于直流电源系统。
它能够将交流电转换为直流电,常用于电力变频器、电力电子设备以及一些特殊的工业生产设备中。
整流变压器具有高效、稳定、可靠的特点,能够满足对直流电能的需求。
四、焊接变压器焊接变压器是用于电弧焊接设备中的一种特殊变压器。
它能够将电网供应的高压电能转换为适合焊接的低压电能,并提供稳定的电流输出。
焊接变压器具有输出电流稳定、负载适应能力强等特点,能够满足不同焊接工艺的需求。
五、电感变压器电感变压器是一种用于电力电子设备中的特殊变压器,主要用于调节电流、电压和功率因数。
它具有调节范围广、响应快速、能量损耗小等特点,广泛应用于电力电子器件、变频器、电力调节等领域。
六、特殊变压器除了以上常见的变压器类型,中国还有一些特殊用途的变压器。
例如,火花线圈变压器用于产生高压电场,用于科学研究、医疗设备等领域;医用变压器用于医疗设备中,提供安全可靠的电源供应;特高频变压器用于无线通信设备中,提供稳定的电源。
简述变压器的概念一、引言变压器是电力系统中最常见的电气设备之一,它是用来改变交流电压的设备。
在现代工业生产和日常生活中,变压器被广泛应用于各种场合,如电力输配电、电子设备、照明等。
二、基本概念1. 什么是变压器变压器是一种能够将交流电能从一个电路传递到另一个或多个电路的装置,通过变换互感器的绕组数比来改变输入和输出端的电压。
2. 变压器的构成通常,一个标准的变压器由两个或多个互相绝缘的线圈组成。
其中一个线圈称为“主绕组”,另一个称为“副绕组”。
主绕组连接到输入源(高压侧),副绕组连接到输出负载(低压侧)。
3. 变压器的工作原理当交流电通过主绕组时,它会产生磁场。
这个磁场会穿过铁芯并传递到副绕组中。
根据法拉第定律,当磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
因此,在副绕组中会产生一定的电压。
这个电压与主绕组中的电压成正比,但是与副绕组中的绕组数成反比。
三、变压器的分类1. 按照用途分类根据变压器的用途,可以将其分为功率变压器、配电变压器、特殊变压器等。
2. 按照结构分类根据变压器的结构,可以将其分为油浸式变压器、干式变压器、气体绝缘变压器等。
3. 按照相数分类根据变压器中主副绕组之间的连接方式,可以将其分为单相变压器和三相变压器。
4. 按照功率大小分类根据变压器的功率大小,可以将其分为小型变压器、中型变压器和大型变压器。
四、应用领域1. 电力输配电领域:在输配电系统中,大型功率变压器被广泛应用于高电平输电和低电平配电系统。
2. 工业生产领域:在工业生产过程中,各种类型的特殊用途变压器被广泛应用于机床、焊接设备、起重设备等方面。
3. 电子设备领域:在电子设备中,变压器被广泛应用于各种类型的开关电源、充电器、逆变器等。
4. 照明领域:在照明领域,变压器被广泛应用于灯具、投影仪等方面。
五、常见问题1. 变压器为什么会发热?变压器发热的原因主要是由于铁芯和线圈的损耗以及铁芯和线圈之间的涡流损耗。
2. 变压器为什么会有噪音?变压器噪音的主要原因是由于铁芯和线圈之间的振动产生的机械声波。
变压器的相关资料简介变压器是一种基础的电气设备,用于改变交流电的电压。
它通过电磁感应的原理,将输入端的电压转换为输出端所需要的电压。
变压器通常由两个或多个线圈组成,其中一个线圈称为主线圈,另一个或其他线圈称为副线圈。
本文将介绍变压器的基本原理、结构和应用领域等相关资料。
基本原理变压器的工作基于电磁感应原理。
当主线圈中有交流电通过时,产生的磁场通过磁感应作用于副线圈上,从而引起副线圈中的电流变化。
根据法拉第电磁感应定律,线圈中的电压与磁通量的变化率成正比。
因此,当主线圈的输入电压变化时,副线圈中的输出电压也会相应变化。
根据变压器的结构,输出电压可以比输入电压高或低,这取决于主副线圈的匝数比例。
结构和工作原理变压器通常由铁心和线圈组成。
铁心由软磁材料制成,以增加磁场的传导能力。
线圈则包绕在铁心上,主线圈和副线圈之间通过磁场相互耦合。
当主线圈中有交流电通过时,产生的磁场通过铁心传导到副线圈中,从而激发副线圈中的电流。
变压器可以分为单相变压器和三相变压器。
单相变压器只有一个主线圈和一个副线圈,用于单相电力传输。
三相变压器由三个主线圈和三个副线圈组成,用于三相电力传输。
变压器的效率通常非常高,达到99%以上。
这是由于变压器没有移动部件,基本上没有能量损耗。
应用领域变压器在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:电力系统变压器在电力系统中起到重要作用。
它们被用于从发电厂将电能输送到不同的地区,以及在配电站和变电站中将电压升高或降低,以适应不同的需求。
在电力系统中,大型变压器通常用于输电线路,而小型变压器用于从电网供电的设备。
电子设备变压器在各种电子设备中都有应用。
例如,手机充电器中的变压器将交流电压转换为适合手机充电的直流电压。
变压器还被用于供电适配器、计算机设备、电视机和音响系统等。
工业领域在工业领域,变压器被用于供应电动机和其他设备所需的电能。
这些变压器通常具有较高的功率和电压级别。
电气测试和实验室应用在电气测试和实验室应用中,变压器被用于生成需要的电压和电流,并提供所需的电源。
《变压器》教学简案
引入课题
问题1:如图1所示,线圈a 与直流电源连接,
则其磁场的磁感线分布状况如何?
问题2:如图1所示,与线圈b 连接成为闭合
回路的灯泡是否会发光?为什么?
问题3:如图2所示,线圈a 与交变电源连接,
其右侧附近的线圈b 与灯泡连接成为闭合回路,则
灯泡是否会发光?为什么?
问题4:如图3所示,若将两个线圈绕在闭合
铁芯上,左侧线圈与交变电源连接,右侧线圈与灯
泡连成闭合回路,则灯泡的发光情况将如何?
注意:利用教学用可拆变压器实施从图1到图
3的变化,由于图1和图2所示电路中线圈a 几乎
空载而容易被烧坏,故作实物接线的演示时应审慎
选定参量(J2423型可拆变压器原、副线圈匝数分别选用200匝和100匝,J1202型学生低压电源的交、直流电源电压均选用8V 、小灯泡的规格选用“4.8V ,0.5A ”,并注意控制通路时间。
理答1:磁感线分布如图4所示。
理答2:不发光;因为穿过线圈b 的磁通量不变……。
理答3:发弱光;发光是因为穿过b 的磁通量变化……;发弱光
是因为铁芯未闭合……。
理答4:发光明显增强;……。
引入:由图3所示装置引入课题 ——《变压器》
布置阅读
阅读内容:教材文本中P41页的相关内容。
阅读任务:阅读教材文本,梳理如下知识。
图1
图3
图2 图4
变压器的基本知识:构造、符号、功能、原理。
阅读交流
在教师启发下,由学生交流、讨论而自主性呈现下列知识
1、变压器的基本知识
(1)构造:把两组线圈(分称原、副线圈)绕在闭合铁芯上构成变压器。
(2)符号:通常以简图(略)作为符号而给出变压器的简要表达。
(3)功能:在传输交变电的电能的同时改变交变电的电压。
(4)原理:通过(自感与互感)电磁感应实现能量传输和电压改变。
功能质疑
质疑1:变压器的两个线圈在各自回路中的地位如何?
质疑2:电能怎样在相互绝缘的线圈之间实现传输呢?
质疑3:变压器的工作过程中铁芯的作用究竟是什么?
在教师启发下,由学生交流、讨论而自主性形成下列认知
2、变压器的能量传输
(1)原、副线圈回路:电源与原线圈构成原线圈回路;负载与副线圈构成副线圈回路。
(2)原、副线圈地位:原线圈是原线圈回路中的负载;副线圈是副线圈回路中的电源。
(3)原、副线圈链接:原、副线圈间电能的传输靠的是“磁路”中的感应而实现链接。
规律探究
变压器相应规律的理性探究过程如下所述
①如图5所示,在原、副线圈回路中应用欧姆定律而得
1111r I E U += 2222r I E U -=
②提出理想化条件之一:忽略原、副线圈内阻的分压11E U = 22E U =
③分别在原、副线圈中应用法拉第电磁感应定律,有
t n E ∆∆Φ=111 t
n E ∆∆Φ=222
图5
④提出理想化条件之二:忽略原、副线圈磁通的差异
t n E ∆∆Φ=11 t
n E ∆∆Φ=22 ⑤于是得到理想变压器的“变压规律”,即:原、副线圈的电压与其匝数成正比。
2
121n n U U = (*) ⑥由能量守恒定律可得(P 1和P 2分别是原、副线圈功率,ΔP 是电能传输中电功率损失)
P P P ∆+=21
⑦提出理想化条件之三:忽略原、副线圈中的能耗(铜损)和铁芯中的能耗(铁损)
0=∆P
⑧介绍交流电路的电功率公式
1111cos ϕU I P = 2222cos ϕU I P =
⑨提出理想化条件之四:忽略原、副线圈的品质差异而使其“功率因数”相等
ϕcos 111U I P = ϕcos 222U I P =
⑩于是得到理想变压器的“变流规律”,即:原、副线圈的电流与其匝数成反比。
1
221n n I I = (**) 在教师启发下,由学生主体性参与的理性探究活动概括出理想变压器的理想化条件及其规律如下
3、变压器的基本规律
(1)理想化条件:第一,忽略原、副线圈内阻分压;第二,忽略“漏磁”;第三,忽略“铜损”和“铁损”;第四,忽略原、副线圈回路的“功率因数”的差异。
(2)变压器规律:原、副线圈电压与其匝数成正比;原、副线圈电流与其匝数成反比。
规律研究
讨论:若n
1 < n 2,为升压变压器;若n 1 > n 2,为降压变压器。
类比:将变压器与如图6所示的“变力器”(杠杆)相类比:
若L 1 < L 2,为费力杠杆;若L 1 > L 2,为省力杠杆。
拓展:呈现上述“规律探究”中的⑥~⑩的相应内容。
图6
实验:对教材所呈现的实验探究思路作简要的介绍。
应用:关于电压互感器的内容,布置课后阅读;关于远距离输电的内容,布置课后预习。
课后思考
思考题1:课后查阅相关资料,针对理想变压器的理想化条件作深入思考。
思考题2:教材文本的观点:互感现象是变压器工作的基础。
试针对互感现象在变压器工作过程中所形成的影响作深入思考。
作业布置
(略)。