电工学讲义 (6)
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《电工学第六》课件
接地技术
解释接地的基本原理，以 及不同接地方式的应用场 景和优缺点。
防雷保护装置
介绍常见的防雷保护装置 ，如避雷针、避雷线等。
05
电工实验与实践
电工实验的基本要求
实验安全
确保实验环境安全，遵守实验操作规程， 避免发生意外事故。
实验操作
按照实验步骤进行操作，认真观察实验现 象，记录实验数据。
实验准备
电工学的发展Βιβλιοθήκη 势与挑战数字化转型随着物联网、大数据和人工智能等技术的发展，电工学正朝着数字 化转型的方向发展，需要解决数据安全和隐私保护等问题。
可持续性和环保
在能源危机和环境问题日益严重的情况下，电工学需要关注可持续 性和环保，研究如何降低能源消耗和减少环境污染。
智能化和自动化
利用先进的信息通信技术，实现电工设备和系统的智能化和自动化， 提高生产效率和安全性。
等。
电工学的发展历程
总结词
电工学的发展历程
详细描述
电工学的发展经历了从静电学到交流电学的演变，以及电子技术和计算机技术的飞速发展，为 现代电工学打下了坚实的基础。
电工学在日常生活中的应用
总结词
电工学在日常生活中的应用
详细描述
电工学在日常生活中无处不在，如电力供应、照明、通讯、交通等，都离不开电工学的应用。
安全用电常识
01 安全用电的意义
强调安全用电的重要性，以及不安全用电可能带 来的危害。
02 触电的种类与防护
介绍常见的触电类型，如单相触电、两相触电等 ，并给出相应的防护措施。
03 电气火灾的预防与扑救
讲解如何预防电气火灾以及在火灾发生时如何正 确扑救。
防雷与接地技术
雷电的形成与危害
电工学第六章
+
I1
e
1
I2
+ e
2
U1 j 4.44 fN1m U 2 j 4.44 fN2m
U1 N1 K U 2 N2
U1
-
+
U2
-
( N1 N2 ) I1 N2 ( I1 I 2 ) 0 NI N I
1 1 2 2
+
I 2 N1 K I1 N 2
l
B
与是否负载无关 称为磁势平衡方程（N I称为磁势）
N1i0= N1i1＋N2i2
2、电流变换作用
对于理想变压器，I0相对于I1而言可以忽略不计。
N1i1＋N2i2=0 用相量表示
N1i1=-N2i2
N1I1 N2 I 2 I1 N 2 则有效值之比为 I 2 N1
I1 N2 I2 N1
U AB KU xy
AN
xn
U BC KU yz
BN
yn
UCA KU zx
CN
zn
Y/联接：
A N B C c
a
初极为星形联接，次级 为三角形联接。
b
U AB KU ab U BC KUbc UCA KUca
§7-5 特殊变压器 一、自耦变压器
自耦变压器的优点：
初次级共用一个绕组，当变比不大时流过N2的电流很 小，N2可用很细的线绕成。 自耦变压器的缺点：
不能对电网进行隔离，火线、零线不能接错，零线 不能开路，否则次级带电。 二、仪用变压器 1、电压互感器 其实质是一个降压变压器 。 2、电流互感器 其实质是一个升压变压器 。利用变压器的电流 变换原理扩大电流的量程，一般次级不允许开路。 3、钳形电流表
I1
e
1
I2
+ e
2
U1 j 4.44 fN1m U 2 j 4.44 fN2m
U1 N1 K U 2 N2
U1
-
+
U2
-
( N1 N2 ) I1 N2 ( I1 I 2 ) 0 NI N I
1 1 2 2
+
I 2 N1 K I1 N 2
l
B
与是否负载无关 称为磁势平衡方程（N I称为磁势）
N1i0= N1i1＋N2i2
2、电流变换作用
对于理想变压器，I0相对于I1而言可以忽略不计。
N1i1＋N2i2=0 用相量表示
N1i1=-N2i2
N1I1 N2 I 2 I1 N 2 则有效值之比为 I 2 N1
I1 N2 I2 N1
U AB KU xy
AN
xn
U BC KU yz
BN
yn
UCA KU zx
CN
zn
Y/联接：
A N B C c
a
初极为星形联接，次级 为三角形联接。
b
U AB KU ab U BC KUbc UCA KUca
§7-5 特殊变压器 一、自耦变压器
自耦变压器的优点：
初次级共用一个绕组，当变比不大时流过N2的电流很 小，N2可用很细的线绕成。 自耦变压器的缺点：
不能对电网进行隔离，火线、零线不能接错，零线 不能开路，否则次级带电。 二、仪用变压器 1、电压互感器 其实质是一个降压变压器 。 2、电流互感器 其实质是一个升压变压器 。利用变压器的电流 变换原理扩大电流的量程，一般次级不允许开路。 3、钳形电流表
电工学第六章
型号 电压 转速
Y132S－6 380 V 960r/min
三相异步电动机 功 率 3 kW 电 流 7.2 A 功率因数 0.76
频 率 50Hz 联 结Y 绝缘等级 B
4. 额定电流 IN IN = 7.2A
→额定状态下定子三相绕组上的线电流
5. 额定功率因数λN = cosN
P1N = √3 UNIN cosN
P0 = PCu+PFe + PMe
η=
P2 P1
100%
【例】某三相异步电动机，极对数 p = 2，定子绕组三角形
联结，接于 50 Hz、380 V 的三相电源上工作，当负载转矩
TL= 91 N·m 时，测得 I0 = 30 A，P1= 16 kW，n = 1470 r/min， 求该电动机带此负载运行时的 s 、P2 、ŋ 和λ。
解： n0 =
60 f1 2
= 1500 r/min
s n0 n = n0
1500－1470 1500
= 0.02
P2
=
T2
2πn 60
= 91 ×
2×3.14 60
× 1470 W= 14 kW
η= PP21 100% = 87.5%
λ = P1
= 0.81
√3 U1l I1l
对称三相绕组 通入对称三相电流
O ωt
U1 V1 W1
U2 V2 W2 U3 V3 W3
ωt = 0o
V4
U1 N
W3
U4 S
V3
W2
N U3
W4 V1 S U2 W1
V2
ωt = 180o
V4
U1 S
W3
U4 N
电工技术-第6章讲稿 [兼容模式]
![电工技术-第6章讲稿 [兼容模式]](https://img.taocdn.com/s1/m/a455682e4b35eefdc8d33395.png)
K 称为变压器的变比。
u20
28
在负载状态下，由于副绕组的电 阻 R2 和漏抗 X 1 很小，其上的电压远 小于 E2 ，仍有：
E U 2 2 U 2 E 2 4.44 fN 2 m U 1 E1 N 1 k U 2 E2 N 2
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
原边 绕组
Φ
u2
i2
RL
副边 绕组
单相变压器
23
铁心 变压器的组成 线圈(又称绕组) 铁心 变压器铁心用具有绝缘层的0.35~0.5mm厚的硅 钢片叠成。 线圈 小容量变压器多用高强度漆包线绕制。 大容量变压器可用绝缘铜或铝线绕制。
24
心式结构 变压器的主要结构 壳式结构 心式结构：变压器的铁心被绕组包围。多用于电力变压器 壳式结构：变压器的铁心包围绕组。常用于小容量变压器 自然冷却—小容量变压器 变压器的冷却方式 油冷式—大容量变压器
U 1 E1 4.44 fN1 m E R I jX I 副绕组的电压方程： U 2 2 2 2 2 2
0 ，电压 U E 空载时副绕组电流 I 20 2 2 i2 U 20 E2 4.44 fN 2 m i10 U1 E1 N1 u1 e1 k e 2 U 20 E2 N 2
原绕组匝数为N1，电压u1，电流i1，主磁电动 势 e1 ，漏磁电动势 eσ1 ；副绕组匝数为 N2 ，电压 u2 ，电流i2 ，主磁电动势e2 ，漏磁电动势eσ2 。
27
1.电压变换
RI 原绕组的电压方程： U 1 1 1 jX 1 I1 E1 E 忽略电阻R1和漏抗Xσ1的电压，则： U 1 1
10
B
H
u20
28
在负载状态下，由于副绕组的电 阻 R2 和漏抗 X 1 很小，其上的电压远 小于 E2 ，仍有：
E U 2 2 U 2 E 2 4.44 fN 2 m U 1 E1 N 1 k U 2 E2 N 2
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
原边 绕组
Φ
u2
i2
RL
副边 绕组
单相变压器
23
铁心 变压器的组成 线圈(又称绕组) 铁心 变压器铁心用具有绝缘层的0.35~0.5mm厚的硅 钢片叠成。 线圈 小容量变压器多用高强度漆包线绕制。 大容量变压器可用绝缘铜或铝线绕制。
24
心式结构 变压器的主要结构 壳式结构 心式结构：变压器的铁心被绕组包围。多用于电力变压器 壳式结构：变压器的铁心包围绕组。常用于小容量变压器 自然冷却—小容量变压器 变压器的冷却方式 油冷式—大容量变压器
U 1 E1 4.44 fN1 m E R I jX I 副绕组的电压方程： U 2 2 2 2 2 2
0 ，电压 U E 空载时副绕组电流 I 20 2 2 i2 U 20 E2 4.44 fN 2 m i10 U1 E1 N1 u1 e1 k e 2 U 20 E2 N 2
原绕组匝数为N1，电压u1，电流i1，主磁电动 势 e1 ，漏磁电动势 eσ1 ；副绕组匝数为 N2 ，电压 u2 ，电流i2 ，主磁电动势e2 ，漏磁电动势eσ2 。
27
1.电压变换
RI 原绕组的电压方程： U 1 1 1 jX 1 I1 E1 E 忽略电阻R1和漏抗Xσ1的电压，则： U 1 1
10
B
H
电工学 第六章.
电容0.47 µF ，精度20%，耐压160V。
独石电容
数字224表示：0.22 µ F，数字334表示：0.33µ F 数字104表示：0.1µ F。
陶瓷电容
数字510表示：510pF，数字30表示：30pF， 数字152表示：1500pF.
电解电容
电解电容为有极性电容，使用时极性不能接 错。三个电容的容量和耐压分别为：220 µ F、 100V，100 µ F、50V 和 100 µ F、25V。即耐压高 的电解电容，体积也大。
二、线性非时变电容的电压电流关系 i C q(t) = C u(t) + u –
du i( t ) C dt 1 t u( t ) i()d C 若已知 t0 时刻电容电压为 u(t0)，对 t > t0 1 t0 1 t 1 t u( t ) i()d i()d u( t 0 ) i()d C C t0 C t0
二、线性时不变电容的电压电流关系 i C q(t) = C u(t) + u –
du i( t ) C dt 1 t u( t ) i()d C 若已知 t0 时刻电容电压为 u(t0)，对 t > t0 1 t u( t ) u( t 0 ) i()d C t0
部分国际单位制符号 106 103 M k 兆 千
10–3
10–6
m
毫
微
10–9
10–12
n
p
纳
皮
§ 6 —2 电 感 元 件
电感器 把金属导线绕在一骨架上构成一实 际电感器，当电流通过线圈时，将 产生磁通，是一种储存磁能的部件 (t)＝N (t)
i (t)
《电工学第六章》课件
电路的欧姆法则
2
和并联电路。
欧姆法则描述了电流、电压和电阻之间
的关系。
3
电源和电路连接
探索电源和电路的不同连接方式。
电功率和能量
电功率的计算和度量
电功率是电路中能量转换的 速率，单位为瓦特。
电能转换和利用
了解电能从一种形式转换为 另一种形式的过程，并应用 到实际生活中。
节能和环保
探索如何在电路设计和使用 中实现节能和环保。
《电工学第六章》PPT课 件
电工学第六章将介绍电的基本概念和电流，以及电阻和电压的计算和度量。 我们将学习如何简化电路分析，并了解电功率和能量的计算和转换。此外， 我们将研究电路中的各种元件及其应用。
电的基本概念与电流
ห้องสมุดไป่ตู้
电荷与电流
电是由电荷带来的，电流是电荷在电路中的流 动。
电流方向
电流的方向被定义为正电荷流动的方向。
电路中的元件
电阻
电路中的电阻控制电流流动。
电容和电感
电容和电感在电路中存储和释放 能量。
电源和开关
电源提供电流，开关控制电路的 通断。
应用实例和案例分析
通过实际的案例和应用实例，将学到的知识应用到实际问题的解决中。
结论和要点
总结本章内容，强调电工学第六章的核心要点，并提醒学生掌握课程中所学 知识的重要性。
导体与绝缘体
导体允许电荷自由流动，而绝缘体不允许电流 通过。
电流的计算和度量
电流的计算使用欧姆定律，单位为安培。
电阻和电压
电阻
电阻是阻碍电流流动的元件，单 位为欧姆。
电压
电压是电势差，指示电流在电路 中的推动力。
电位器
电位器可以调节电路中的电压， 以及分配电流。
《电工学第六》课件
02
电机在工业自动化中的 应用：驱动、控制和调 速等
03
变压器在电力系统中的 应用：电压变换、电流 变换和阻抗变换等
04
电机与变压器在其他领 域的应用：家电、交通 和能源等
05
电力系统
电力系统概述
01
总结词：基本概念和组成
02
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的电能产生、传输 、分配和消费的系统。
将电能从输电网或地区发电厂分配到各个 用户，包括直接供给各类用户的分配网络 和各种类型的用户供电所。
电力系统的运行和控制
总结词：电力系统的运行状态和调节控 制
电压调整是保证系统电压质量的重要措 施，通过调节变压器分接头和投切无功 补偿装置等手段实现。
频率调整是保持系统频率稳定的关键措 施，通过自动发电控制（AGC）和需求 响应等手段实现。
电磁学的诞生
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了 电流的磁效应，为电磁学的发展奠定 了基础。
电工学的应用领域
电力工业
发电、输电、配电等各个环节 都离不开电工学的理论和技术
支持。
电子工业
电子设备的设计、制造、测试 等都涉及到电工学的知识。
通信工程
通信系统的传输、交换、终端 等都与电工学密切相关。
自动化控制
电力系统的运行状态包括正常运行状态 、异常运行状态和短路故障状态。
电力系统的调节控制包括频率调整、电 压调整、无功补偿和继电保护等。
06
安全用电
安全用电常识
详细描述
总结词：了解安全用电的基 本原则和要求，掌握安全用
电的常识。
01
02
03
了解电的基本性质和特点， 知道电的危害和危险性。
电工学第六章 电工技术(第六版)
交流磁路中：
Φ固定
IS固定
F随 Rm 变化 U 随 R 变化
交流磁路中磁阻 Rm 对电流的影响
电磁铁吸合过程的分析：
Φ
i
在吸合过程中若外加电
压不变, 则 Φ 基本不变。
u
Rm 大 Rm 小
起动电流大 电流小
IN Φ Rm
电磁铁吸合后(气隙小）
电磁铁吸合前(气隙大）
注意：
如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线
i u
Φ
Φ
U 4.44 f Nm
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率 f 与 线圈匝数N一定时， Φm 便
eL e
基本不变。根据磁路欧姆
定律 IN
Φ Rm ，当Φm
一定时磁动势IN随磁阻 Rm 的变化而变化。
交流磁路和电路中的恒流源类似
F Φ Rm 直流电路中： U I S R
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1 磁场的基本物理量 一、磁感应强度：表示磁场强弱和方向的物理量
F B Il
用一个与磁场方向垂直的1米长导体 通以1A电流时导体上受的力来衡量。
也可看成与磁场方向相垂直的单位面积上通过 的磁通（磁力线）。所以B又可称为磁通密度。
二、磁通
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，称为通过该面积的磁通。
eL e
u i(Ni)
d di e N L dt dt
d e N dt
2.电压电流关系
交流激励 线圈中产生感应电势
i
Φ
Φ
Φ和 Φ
电路方程：
产生 的感应电势
u
eL e
u uR ( el ) ( e ) dΦ dΦ Ri N N dt dt
Φ固定
IS固定
F随 Rm 变化 U 随 R 变化
交流磁路中磁阻 Rm 对电流的影响
电磁铁吸合过程的分析：
Φ
i
在吸合过程中若外加电
压不变, 则 Φ 基本不变。
u
Rm 大 Rm 小
起动电流大 电流小
IN Φ Rm
电磁铁吸合后(气隙小）
电磁铁吸合前(气隙大）
注意：
如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线
i u
Φ
Φ
U 4.44 f Nm
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率 f 与 线圈匝数N一定时， Φm 便
eL e
基本不变。根据磁路欧姆
定律 IN
Φ Rm ，当Φm
一定时磁动势IN随磁阻 Rm 的变化而变化。
交流磁路和电路中的恒流源类似
F Φ Rm 直流电路中： U I S R
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1 磁场的基本物理量 一、磁感应强度：表示磁场强弱和方向的物理量
F B Il
用一个与磁场方向垂直的1米长导体 通以1A电流时导体上受的力来衡量。
也可看成与磁场方向相垂直的单位面积上通过 的磁通（磁力线）。所以B又可称为磁通密度。
二、磁通
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S 的乘积，称为通过该面积的磁通。
eL e
u i(Ni)
d di e N L dt dt
d e N dt
2.电压电流关系
交流激励 线圈中产生感应电势
i
Φ
Φ
Φ和 Φ
电路方程：
产生 的感应电势
u
eL e
u uR ( el ) ( e ) dΦ dΦ Ri N N dt dt
电工学讲义6
第六章
电气控制
电气控制
继电器-接触器控制电路， 继电器 接触器控制电路，简称继电接触控制电路 接触器控制电路
按钮 接触器 继电器
按 钮
常闭触点
接触器
常开触点
线圈
线圈通电→铁心产生磁力→上下铁心吸合→ 线圈通电→铁心产生磁力→上下铁心吸合→常开触点闭合 常闭触点打开 线圈断电→铁心失去磁力→上下铁心放开→常开触点打开 线圈断电→铁心失去磁力→上下铁心放开→ 常闭触点闭合
1
2
1
2
SB1起动→ KM1通电 → 起动→ 起动 通电 KM11闭合 →电机持续正转 正 KM12闭合（自保） 闭合（自保） KM13断开→KM2失电→KM21断开→电机不可反转 断开→ 失电→ 断开→ 失电
1
2
SB3停止→ 停止→ 停止 KM1,KM2断电→ KM11,KM12断开→电机停止 断电→ 断开→ 断电 KM13,KM23闭合
热继电器
用于保护电动机免受长期过电流而损坏的一种保护电器 主要用于过载保护
熔断器 主要用作短路保护，通常串联在电路中，一旦发生短路， 主要用作短路保护，通常串联在电路中，一旦发生短路， 熔断器中的熔件发热自动熔断，从而把电路断开， 熔断器中的熔件发热自动熔断，从而把电路断开，起到 保护作用。 保护作用。 空气开关 常用低压开关，用于短路，过载， 常用低压开关，用于短路，过载，失压保护
注意
必须防止两个接触器同时工作，需采用防止两个接触 必须防止两个接触器同时工作， 器同时吸合的联锁控制 联锁控制。 器同时吸合的联锁控制。
电路设 计 KM11接在主电路中， 接在主电路中， KM21将A,C两相调换， 两相调换， 两相调换 当KM11，KM21分别吸 合时， 合时，实现电机的正反 转。 常闭触点KM13，KM23， 常闭触点 ， 分别串联在对方电路中， 分别串联在对方电路中， 以确保电机不会同时 正反转， 正反转，实现电气联 锁。
电气控制
电气控制
继电器-接触器控制电路， 继电器 接触器控制电路，简称继电接触控制电路 接触器控制电路
按钮 接触器 继电器
按 钮
常闭触点
接触器
常开触点
线圈
线圈通电→铁心产生磁力→上下铁心吸合→ 线圈通电→铁心产生磁力→上下铁心吸合→常开触点闭合 常闭触点打开 线圈断电→铁心失去磁力→上下铁心放开→常开触点打开 线圈断电→铁心失去磁力→上下铁心放开→ 常闭触点闭合
1
2
1
2
SB1起动→ KM1通电 → 起动→ 起动 通电 KM11闭合 →电机持续正转 正 KM12闭合（自保） 闭合（自保） KM13断开→KM2失电→KM21断开→电机不可反转 断开→ 失电→ 断开→ 失电
1
2
SB3停止→ 停止→ 停止 KM1,KM2断电→ KM11,KM12断开→电机停止 断电→ 断开→ 断电 KM13,KM23闭合
热继电器
用于保护电动机免受长期过电流而损坏的一种保护电器 主要用于过载保护
熔断器 主要用作短路保护，通常串联在电路中，一旦发生短路， 主要用作短路保护，通常串联在电路中，一旦发生短路， 熔断器中的熔件发热自动熔断，从而把电路断开， 熔断器中的熔件发热自动熔断，从而把电路断开，起到 保护作用。 保护作用。 空气开关 常用低压开关，用于短路，过载， 常用低压开关，用于短路，过载，失压保护
注意
必须防止两个接触器同时工作，需采用防止两个接触 必须防止两个接触器同时工作， 器同时吸合的联锁控制 联锁控制。 器同时吸合的联锁控制。
电路设 计 KM11接在主电路中， 接在主电路中， KM21将A,C两相调换， 两相调换， 两相调换 当KM11，KM21分别吸 合时， 合时，实现电机的正反 转。 常闭触点KM13，KM23， 常闭触点 ， 分别串联在对方电路中， 分别串联在对方电路中， 以确保电机不会同时 正反转， 正反转，实现电气联 锁。
电工学-第六章
2．接触器的结构
电磁系统 主触点和灭弧系统
辅助触点
反力装置 支架和底座
3．接触器的工作原理
线圈通电后，在铁心中产生磁通，由此在衔铁气隙处产 生吸力，使衔铁产生闭合动作，主触点在衔铁的带动下闭合， 于是接通了主电路。同时衔铁还带动辅助触点动作，使原来 断开的闭合，而原来闭合的断开。 当线圈断电或电压显著降低时，吸力消失或减弱，衔铁
在释放弹簧作用下打开，主、辅触点又恢复到原来状态。
选用接触器时注意事项
1．主触点的额定电压应大于或等于控制线路的额定 电压。 2．主触点的额定电流应等于或稍大于电动机的额定 电流。 3．吸引线圈的电压应与线圈所接入的控制回路电压 相符。 4．根据被控负载电流的种类选择直流接触器或交流 接触器。
八、继电器
3．组合开关（转换开关）
特点：用动触片的转动来代替刀闸的推合和拉开。结 构紧凑，组合性强。用于不频繁的接通和分断电路、换接 电源和负载以及控制5kW以下电动机的启动、停止和正反 转。
HZ10-10/3型组合开关
HZ3－132型倒顺开关
（1）HZ10－10/3型组合开关
外形
符号
结构
（2）HZ3－132型倒顺开关
一、常用低压电器的分类
1．按用途分
控制电器 主要用于控制电路的通断以及调 节电动机的各种运行状态，如刀开关、接 触器、继电器、按钮、电磁阀等。
保护电器 保护电源、线路或电动机，使它 们不在短路或过载状态下工作，如熔断器、 热继电器、断路器等。
2．按动作方式分
手动电器 依靠外力（如人力）直接操纵而 动作的电器，如开关、按钮等。
二、低压电器主要技术参数
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由于漏感及线圈铜阻很小，若予以忽略，则初次级端电压 等于相应的感应电动势：
U1 E1
U2 E2
则
U1 E1 N1 K
U2 E2 N2
式中，K称为变压比或匝数比。
可见，初次级的电压比等于匝数比。
第（55）页
N1
I1
U1
220V
N2
I2
U2 RL
图 7-9
例7-1图
例 7-1 已知U1=220V，N1=1000匝， U2=11V，求次级匝数N2。
~
80
I1
四.自耦变压器 结构特点：次级绕组是初级绕组的一部
U1
N1
I2
分，电压，电流关系仍满足：
U N2
2
RL
第（56）页
U1 N1 K U2 N2
I1 N2 1 I2 N1 K
图 7-12
自耦变压器
五.变压器绕组的极性问题 在使用变压器或者其他有磁耦合的互感线圈时，要注意
线圈的正确联接。以图7-13为例，该变压器由两个绕组 构成原绕组，（副绕组没有画出来），图7-13中，线圈 W12及W13就是原绕组（初级），匝数相同，每组额定电 压为交流50Hz，110伏，若要把此电源变压器接到220伏 民用交流电上，应按图7-13（b）方法联接。
1
1
2
2
3
3
4
4
(a)
图 7-14
(b)
变压器原绕组的错误联接
注：我国民用三相交流电是220伏，欧洲等其他国家，则用 110伏交流电。生产厂家为使电器产品适用于不同地区， 往往把电源变压器的原绕组分成两个，每一个的额定 电压均设计成 110伏，220伏时按图 7-13（b）串联方 式联接，交流110伏时按图7-13（c)并联方式联接。
§7.4 变压器
一.用途与种类
用途：升压或降压（变压），变流，阻抗变换（变阻），
倒相（变相），还可用来实现电路耦合，传递信号。
种类：互感变压器，自耦变压器，单相变压器，三相变压
器等。 二.变压器工作原理
铁心上绕有两个绕组： 初级绕组及次级绕组，
i1
u1
e1 e
N1
i2
u e
e2
2 RL
N2
匝数分别为N1及N2。 初级绕组接电源，次级绕组
U2 I1 N 2
可见，初次级电流比与匝数成反比，说明变压器也是一个变
流器。
三.变压器作阻抗变换
假定图7-10是一无损耗的理想变压器， 则根据能量守恒
I1U1 I2U2
RL
又因为
I1
I2
K
U1
U2
RL
U1 I1
RL
U2 I2
RL
U1 I2 K U2 I1
图 7-10
变压器作阻抗变换
于是可得RL折算到初级的值
i
1
1
e
i1
e
3
3
3
2
2
e
2
4
4
i4
i
(a) 未联接前
(b) 串联
e
(c)并联
图 7-13 变压器原绕组的正确联接
如果联接错误，如图7-14（a）所示，2—4相联，1—3接220 伏或110伏交流电源；或者如图7-14（b）， 1—3相联， 2— 4接电源，则这两个原绕组的磁通相互抵消，没有感应电动 势，绕组中将出现很大电流，导致变压器烧毁。
表7-1 电路与磁路间的对偶关系
磁路
电路
磁动势F
磁通
磁感应强度B
电动势E 电流I
电流密度J
磁阻
Rm
l
S
电阻 R l
S
I
I
N
E
R
第（57）页
IN F
Rm Rm
IE R
小结
——电压、电流参考方向一致时称为“关联”
——电压就是电位差
——电位是对“地”的电压；“地”是电位参考点，定为0 伏
——电压与电位参考点的选择无关 ——电位与参考点有关 ——四端网络电I压1 、电流的规定参考I方2 向
U1
四端网络
U2
例如，若计算结果 U1 10V I1 1A
1A
10V
U2 5V I2 1A
1A
5V
图 7-8
变压器的原理图
接负载RL。
初级绕组又称原绕组，次级绕组又称副绕组。 在交流电源激励下，产生的初次级电流i1及i2共同产生交变
主磁通，（也有很少量漏磁通 ，一般可忽略），由于
电磁感应，初级，次级分别产生感应电动势：
e1
N1
d
dt
e2
N2
d
dt
于是
e1 N1 e2 N2
写成有效值关系
E1 N1 E2 N2
解：
N1 U1 N2 U2
N2
N1
U2 U1
1000 11 220
50匝
注意：1.由于变压器内阻抗有压降，次级绕组有载电压一般 比空载时低。对电阻性和电感性负载而言，电压U2 随电流I2的增加而下降。
2.如果忽略绕组的铜耗及铁心的损耗， 根据能量守恒原理
I1U1 I2U2
则
U1 I2 N1 K
RL
N1 N2
2 RL
K 2 RL
结论：初级与次级阻抗之比等于匝数的平方比。只要改变
匝数比，负载RL折算到初级的值就改变。
考虑到实际变压器存在各种损耗，使
P2 P1
I1U1 I2U2
定义变压器效率：
P2 P1
100
P1
一般大型变压器
98
~
99
变
压 器
P2
RL
图 7-11
小型变压器
70