电工学第5章变压器
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第5章变压器目录5.1 磁路5.2 电磁铁5.3 变压器的工作原理5.4 变压器的基本结构5.5 三相变压器*5.6 仪用互感器*5.7 自耦变压器*5.8 三绕组变压器*5.9 绕组的极性5.1 磁路直流电机的磁路交流接触器的磁路四极直流电机和交流接触器的磁路_+NSNSI f5.1 磁路一、磁场的基本物理量单位:特[斯拉](T),1 T = 1 Wb/m 21. 磁通Φ磁场中穿过某一截面积A 的磁感线数。
单位:韦[伯](Wb )。
2. 磁感应强度B描述介质中的实际磁场强弱和方向。
B 是矢量,其方向为磁场的方向大小:磁场是由电流产生的,磁场用磁感线描述。
——磁通密度ΦAB =3. 磁场强度HH 是进行磁场计算引进的辅助物理量。
H是矢量,其方向B与相同。
H 与B 的区别:(1)H ∝I,与介质的性质无关。
(2)B 与电流的大小和介质的性质均有关。
单位:安/米(A / m)。
4. 磁导率μμ是用来表示媒质导磁能力的物理量。
BH μ=(H / m)真空中的磁导率:μ0 = 4π×10-7 H / m 一、磁场的基本物理量二、物质的磁性能μ≈μ0(μ为常数)(1) 顺磁物质例如变压器油和空气:μ略大于μ0。
(2) 反磁物质例如铜和铋:μ略小于μ0。
自然界的物质按磁导率分类:非磁性物质、磁性物质。
非磁性物质:磁性物质的分类:硬磁物质、软磁物质、矩磁物质。
ΦσiΦ1. 高导磁性μ>>μ0 ,μr >>1常用磁性材料的磁导率铸钢:μ≈1 000μ0硅钢片:μ≈(6 000 ~ 7 000)μ0坡莫合金:μ≈(20 000 ~ 200 000)μ0磁性物质的高导磁性被广泛应用于变压器和电机中。
+u -主磁通漏磁通铁心励磁绕组※主磁通>>漏磁通磁性物质的磁性能主要有以下三点。
二、物质的磁性能2. 磁饱和性BH O初始磁化曲线3. 磁滞性剩磁矫顽磁力H m -Hm-HcH cBHOB r-Br磁滞回线BHO基本磁化曲线注:B与H成非线性关系。
高二物理选修32第五章:5.4变压器第 2 页第 3 页第 4 页说,忽略内阻的情况下,这个感应电动势就等于它两端的输出电压U 22.变压器是用来改变电压的,在没有能量损失的情况下,输入功率应等于输出功率.这一关系对于任何理想变压器都是适用的.压器.副线圈有两个,由于每个副线圈两端所接负载不同,电流有可能不同,设为I 2、I 3,两端电压分别为U 2、U 3。
它们满足: I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3 或n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3这种变压器的电压关系仍然满足:21U U =21n n , 3131n n U U3.由能量守恒定律可知,当副线圈中的电流增大时,原线圈中的电流也随之增大,当副线圈中的电流减小时,原线圈中的电流也随之减小。
4、U 、I 、P 的决定关系一个确定的变压器,输出电压U 2由输入电压U 1决定 输入功率P 1由输出功率P 2决定,用多少电能就输入多少电能c b a U n U U n n第 5 页若副线圈空载,输出电流为零,输出功率为零,则输入电流为零,输入功率也为零5、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法(1)先要由U 1/U 2=n 1/n 2,判断U 2变化情况(2)判断负载电阻变大或变小(3)由欧姆定律确定副线圈中的电流I 2的变化情况(4)最后由P 入=P 出判断原线圈中电流I 1的变化情况三、例题解析:1.如图所示为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接有一个标有“12V ,100W ”的灯泡,已知变压器原、副线圈的匝数比为18:1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为_________,电流表的读数为_________A四、同步练习:1.关于理想变压器在使用时的下列说法正确的是( )A VA.原线圈输入的电压,随着副线圈中的输出电流的增大而增大B.原线圈中输入的电流,随着副线圈中的输出电流的增大而增大C.当副线圈空载时,原线圈中无电流D.当副线圈空载时,原线圈中无电压2.用理想变压器给负载供电,变压器输入电压一定时,在下列办法中可以使变压器的输入功率增加的是( )A.增大负载电阻的阻值,而原、副线圈的匝数保持不变B.减小负载电阻的阻值,而原、副线圈的匝数保持不变C.增加副线圈的匝数,而原线圈的匝数和负载电阻保持不变D.增加原线圈的匝数,而副线圈的匝数和负载电阻保持不变3.一个理想变压器,原线圈匝数为1400匝,副线圈为700匝,在副线圈的输出端接有电阻R,下第 6 页第 7 页面说法正确的有 ( )A.输入、输出功率之比为P 1:P 2=2:1B.原、副线圈两端电压之比U 1:U 2=2:1C.原、副线圈的电流之比为I 1:I 2=2:1D.原、副线圈的电流频率之比为f 1:f 2=2:14.如图所示,一台理想变压器的原线圈和副线圈匝数比为n 1:n 2=1:2,原线圈接交流电压220V ,Q 为保险丝,其允许通过电流不超过2A,R 为负载电阻,变压器正常工作时,R 的阻值A.大于220ΩB.大于440ΩC.不小于220ΩD.不小于440Ω5.一台理想变压器,原线圈匝数为n 1,两副线圈的匝数为n 2和n 3 原线圈电压为U 1,两副线圈的电压分别为U 2和U 3,电流分别为I 1、I 2和I 3,下面的结论正确的是 ( )A .U 1:U 2=n 1:n 2,U 2:U 3=n 2:n 3 B.n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3C. I 1:I 2=n 2;n 1,I 1:I 3=n 3:n 1D.I 1U 1=I 2U 2+I 3U 36.钳形电流表的外形和结构如图n 1 Q R n 图(a ) A铁图(b )第 8 页 (a )所示。