交流鐵心和線圈電路.ppt

1、磁路、交流鐵心和線圈電路,教學(xué)目的：讓學(xué)生熟悉磁場的基本物理量的含義及磁性材料的性能；了解磁路的概念；學(xué)會分析鐵心線圈電路的電磁關(guān)系。 教學(xué)安排： (1)舊課復(fù)習(xí)（5分鐘） (2)新課講解（80分鐘） (3)新課小結(jié)（5分鐘） 作業(yè)：課本習(xí)題,第七章 磁路與變壓器,7.1 磁路 7.2 變壓器的工作原理 7.3 變壓器的使用 7.4 特殊變壓器簡介,磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。,7.1 磁路,7.1.1. 磁路的基本概念,線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。,7.1.2 磁路計算中的基本物理量,與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁 力線）,二、磁導(dǎo)率,：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物

2、理量,磁性材料的磁性能：,三、磁場強度 H,磁場強度是計算磁場所用的物理量，其大小為磁 感應(yīng)強度和導(dǎo)磁率之比。,一. 安培環(huán)路定律（全電流律）：,7.1.3 磁路的基本定律,磁場中任何閉合回路磁場強度的線積分,等于通過這個閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和.,電流方向和磁場強度的方向 符合右手定則，電流取正； 否則取負。,在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：,磁路 長度L,線圈 匝數(shù)N,HL：稱為磁壓降。,總磁動勢,在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強度不等）中，總磁動勢等于各段磁壓降之和。,例：,對于均勻磁路,二. 磁路的歐姆定律：,磁路和電

3、路的比較（一）,磁 路,電 路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁壓降,磁動勢,U,基本定律,磁阻,磁感應(yīng) 強度,安培環(huán)路 定律,磁 路,I,N,歐姆定律,電阻,電流 強度,克氏 電壓定律,克氏 電流定律,磁路與電路的比較 (二),電 路,R,+,_,E,I,勵磁電流：在磁路中用來產(chǎn)生磁通的電流,7.1.4 磁路的分析,I,U,一. 直流磁路的分析,直流磁路的特點:,直流磁路和電路中的恒壓源類似,（R 為線圈的電阻）,電路方程：,一般情況下 很小,二. 交流磁路的分析,假設(shè),則,最大值,有效值,u,i,交流磁路的特點:,交流磁路中磁阻 對電流的影響,電磁鐵吸合過程的分析：,在吸合過程中若外加

4、電壓不變, 則 基本不變。,i,u,(U不變，I不變）,( I 隨 Rm 變化）,（ U不變時， 基本不變）,直流磁路,交流磁路,磁路小結(jié),（,隨Rm變化）,變壓器的原理和應(yīng)用,教學(xué)目的：讓學(xué)生掌握變壓器的變壓、變流、變阻抗的原理和應(yīng)用；了解自耦變壓器的作用和注意事項。 教學(xué)安排： (1)舊課復(fù)習(xí)（5分鐘） (2)新課講解（80分鐘） (3)新課小結(jié)（5分鐘） 作業(yè)：課本習(xí)題,變壓器功能：,7.2 變壓器的工作原理,變壓器應(yīng)用舉例,單相變壓器,7.2.1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,一. 結(jié)構(gòu)：,工作過程：,空載運行 ：原邊接入電源，副邊開路。,接上交流電源,二. 工作原理,（ 方向符合右手定

5、則）,結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。,K為變比,原、副邊電壓關(guān)系,根據(jù)交流磁路的分析 可得：,時,（變電壓）,負載運行,Z,副邊帶負載后對磁路的 影響：在副邊感應(yīng)電壓的 作用下，副邊線圈中有了 電流 i2 。此電流在磁路中 也會產(chǎn)生磁通，從而影響原邊電流 i1。但當外加電壓、頻率不變時，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負載時基本不變 。帶負載后磁動勢的平衡關(guān)系為：,結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比,由于變壓器鐵芯材料的導(dǎo)磁率高、空載勵磁電流 很小，可忽略 。即：,原、副邊電流關(guān)系,（變電流）,（變阻抗）,原、副邊阻抗關(guān)系,從原邊等效：,結(jié)論：變壓器原邊的等效負載，為副邊所帶負載乘以 變

6、比的平方。,阻抗變換舉例：揚聲器上如何得到最大輸出功率,求：負載上得到的功率,解：（1）將負載直接接到信號源上，得到的輸出功 率為：,（2）將負載通過變壓器接到信號源上。,輸出功率為：,結(jié)論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了 很多。原因是滿足了電路中獲得最大輸出的條 件（信號源內(nèi)、外阻抗差不多相等）。, 額定電壓 變壓器副邊開路（空載）時，原、副邊繞組允 許的電壓值。, 額定電流 變壓器滿載運行時，原、副邊繞組允許的電流值。,7.3.1 變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例）,7.3 變壓器的使用,注意：變壓器幾個功率的關(guān)系,7.3.2 變壓器的效率(),為防止渦流損失，鐵芯一般由一片片

7、導(dǎo)磁材料疊合而成。,7.3.3 變壓器的外特性,副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。即：,U20：原邊加額定電壓、 副邊開路時，副邊的輸 出電壓。,當電流流入兩個線圈(或流出）時，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個流入端稱為同極性端（同名端）?；蛘哒f，當鐵芯中磁通變化（增大或減?。r，在兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢極性相同的兩端為同極性端。,同極性端(同名端),7.3.4 變壓器繞組極性及連接方法,電器使用時兩種電壓（220V/110V）的切換：,220V： 聯(lián)結(jié) 2 3,110V： 聯(lián)結(jié) 1 3，2 4,線圈的接法,220V：聯(lián)結(jié) 2 3,勵磁,兩種接法下線圈工作情況的分析,110V：聯(lián)結(jié) 1 3，2 4,

8、220V：聯(lián)結(jié) 2 3,問題1：在110V 情況下，如果只用一個繞組（N），行不行？,答：不行（兩繞組必須并繞）,原邊有兩個相同繞組的電源變壓器（220 / 110），使用中應(yīng)注意的問題：,問題2：如果兩繞組的極性端接錯，結(jié)果如何？,結(jié)論：在極性不明確時，一定要先測定極性再通電。,答：有可能燒毀變壓器,方法一：交流法,同極性端的測定方法,若 說明 A 與 a 或 X 與 x 為同 極性端。,測量：,方法二：直流法,變壓器設(shè)計中的一些概念(1),定鐵芯窗口,定導(dǎo)線直徑,在同樣變比情況下，匝數(shù)多好，還是少好？,變壓器設(shè)計中的一些概念(2),7.4.1 自耦變壓器,7.4 特殊變壓器簡介,使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：原、副邊千萬不能對調(diào)使用，以防變壓器損壞。因為N變小時，磁通增大，電流會迅速增加。,7.4.2 電壓互感器：用低量程的電壓