变压器工作原理

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课 题 变压器的工作原理 课型 新授

授课日期 授课时数 总课时数 教具使用

教 学

目 标 掌握变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关系，能做相应的计算。

教学重点

和 难 点 利用变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关系做相应的计算。变压器的工作原理。

学 情

分 析 变压器的工作原理是个难点，须要复习电磁感应这部分知识，然后逐步导人新知识。

板

书

设

计 变压器的工作原理

一、变压器的工作原理

变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势。

1．变换交流电压KNNUU2121

2．变换交流电流KNNII11221

3．变换交流阻抗2222211ZKZNNZ

二、 变压器的外特性和电压变化率

1．变压器的外特性

2．电压的变化率

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后 记 高邮市菱塘民族职业中学备课纸（续页）

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教学过程：

一、 导入新课

复习回忆变压器的知识点

二、 讲授新课

变压器的工作原理

一、变压器的工作原理

变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图所示。

1．变换交流电压

原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。

设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，磁通为 ，感应电动势为

tNEtNE2211 ，

由此得

2121NNEE

忽略线圈内阻得

KNNUU2121

图变压器空载运行原理图 高邮市菱塘民族职业中学备课纸（续页）

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上式中K称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。

如果N1 < N2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。

移相变压器工作原理

移相变压器是一种用于控制交流电路相位的设备，其工作原理如下：

1. 基本原理：移相变压器利用互感作用原理，在初级线圈和副级线圈之间加入可变的耦合电感，通过调节耦合电感的大小来改变电流的相位差。

2. 电路结构：移相变压器一般由一个主线圈（也叫主绕组）和一个调相线圈（也叫副绕组）组成。主线圈通常与电源相连，而调相线圈则连接到负载电路。

3. 耦合电感调节：移相变压器的核心是耦合电感，通过调节耦合电感的大小可以改变主线圈和调相线圈之间的耦合程度。当耦合电感增加时，主线圈和调相线圈之间的互感作用增强，电流的相位差会发生改变。

4. 相位调节：根据电流相位的需求，通过调节耦合电感的大小来改变主线圈和调相线圈之间的相位差。一般来说，增大耦合电感会使电流的相位差减小（例如从90度减小到60度），而减小耦合电感会使电流的相位差增大。

5. 工作原理：当电流通过主线圈时，产生的磁场会传递到调相线圈中，引起副线圈中的电流产生。这种电流的相位差和主线圈的电流之间的相位差是可控的，( 例如 +30度或 -30度 )。调相电流叠加在主线圈电流上，使得总电流的相位发生改变。

总之，移相变压器通过调节主线圈和调相线圈之间的耦合电感来改变电流的相位差，从而实现对交流电路相位的控制。

变压器工作原理及结构讲解

变压器是一种利用电磁感应原理，将交流电能从一电路传递到另一电路，且通过变压器的电压和电流比例得以调整的电气设备。它主要由铁心、一组或多组绕组和外壳构成。

变压器工作原理为：在变压器的磁路中，当一侧绕组接入交流电源时，就会产生交流电磁场，导致磁通量的不断变化，从而在另一侧绕组中引起电压的感应，进而引起电流的产生，实现从一侧电路向另一侧电路的电能传输。

变压器结构主要包括铁芯、绕组和外壳。铁芯的主要作用是增强交流电磁场、导磁、减小磁阻，提高效率；绕组是由导线制成的线圈，用于产生电磁感应、传递电能；外壳则是对变压器内部结构起保护作用，还可通过散热器、冷却风扇等装置实现散热。

常见的变压器类型包括隔离变压器、自耦变压器、三相变压器等，广泛应用于电力电子、通信、计算机、医疗等领域。其主要优点为功率稳定、效率高、损耗小、使用寿命长、安全可靠等。

变压器的工作原理：

变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。 变压器的种类很多, 应用十分广泛。

比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电, 到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。 变压器虽然大小悬殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。 

变压器由铁心和绕组两个基本部分组成, 如图 2 - 34所示, 在一个闭合的铁心上套有两个绕组, 绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。

变压器的铁心由0.35～０.５mm厚的硅钢片交错叠装而成, 图 2 -

35为几种常见的铁心形状。

绕组一般采用绝缘铜线或铝线绕制, 其中与电源相连的绕组称为原绕组（或称为原边、 初级）; 与负载相连的绕组称为副绕组u1i1N2N1u2ZL(a)(b)图2-34 变压器（或称为副边、 次级）。 按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式变压器, 如图 2 - 36所示。 心式变压器的铁心被绕组包围, 而壳式变压器的铁心则包围绕组。

2．变压器原理及应用 1） 空载运行和电压变换如图 2 - 37所示, 将变压器的原边接在交流电压ｕ1上, 副边开路, 这种运行状态称为空载运行。此时副绕组中的电流i2=0, 电压为开路电压u20, 原绕组通过的电流为空载电流i10, 电压和电流的参考方向如图所示。图中Ｎ１为原绕组的匝数, Ｎ２为副绕组的匝数。

副边开路时, 通过原边的空载电流i10就是励磁电流。磁动势i10N1在铁心中产生的主磁通Φ既穿过原绕组, 也穿过副绕组, 于是在原、

副绕组中分别感应出电动势ｅ１和ｅ２。且ｅ１和ｅ２与Φ的参考方向之间符合右手螺旋定则, 由法拉第电磁感应定律可得