變壓器的工作原理

1、,.課題變壓器的工作原理課型新授授課日期授課總課教具時(shí)數(shù)時(shí)數(shù)使用教學(xué)目標(biāo)掌握變壓器的電壓變換、電流變換和阻抗變換的關(guān)系，能做相應(yīng)的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)利用變壓器的電壓變換、 電流變換和阻抗變換的關(guān)系做相應(yīng)的計(jì)算。變壓器和 難 點(diǎn)的工作原理。學(xué)情變壓器的工作原理是個(gè)難點(diǎn)，須要復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)這部分知識(shí)，然后逐步導(dǎo)人分析新知識(shí)。變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理板書設(shè)計(jì)變壓器是按電磁感應(yīng)原理工作的，原線圈接在交流電源上，在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，從而在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。1變換交流電壓U1N1KU 2N 22變換交流電流I1N 21I 2N1KN123變換交流阻抗 Z1Z2K2Z2N 2二、變壓器的外特

2、性和電壓變化率1變壓器的外特性2電壓的變化率教學(xué)后記;.,.教學(xué)過(guò)程：一、導(dǎo)入新課復(fù)習(xí)回憶變壓器的知識(shí)點(diǎn)二、講授新課變壓器的工作原理一、變壓器的工作原理變壓器是按電磁感應(yīng)原理工作的，原線圈接在交流電源上，在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，從而在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如圖所示。1變換交流電壓原線圈接上交流電壓，鐵心中產(chǎn)生的交變磁通同時(shí)通過(guò)原、副線圈，原、副線圈中交變的磁通可視為相同。設(shè)原線圈匝數(shù)為N1，副線圈匝數(shù)為N2，磁通為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為N1，N 2E1E2tt由此得E1N1E2N 2圖變壓器空載運(yùn)行原理圖忽略線圈內(nèi)阻得U 1N1KU 2N 2上式中 K 稱為變壓比。由此可見：變壓器原副線圈的端電壓之

3、比等于匝數(shù)比。;.,.如果 N1 < N2， K < 1 ，電壓上升，稱為升壓變壓器。如果 N1 > N2， K >1，電壓下降，稱為降壓變壓器。2變換交流電流根據(jù)能量守恒定律，變壓器輸出功率與從電網(wǎng)中獲得功率相等，即P1 = P2，由交流電功率的公式可得U1 I 1 cos1=U2 I 2 cos2式中 cos1原線圈電路的功率因數(shù)；cos2副線圈電路的功率因數(shù)。1，2 相差很小，可認(rèn)為相等，因此得到UI1 =UI12 2I 1N 21I 2N1K可見，變壓器工作時(shí)原、副線圈的電流跟線圈的匝數(shù)成反比。高壓線圈通過(guò)的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈通過(guò)的電流大，用較粗

4、的導(dǎo)線繞制。這是在外觀上區(qū)別變壓器高、低壓饒組的方法。3變換交流阻抗設(shè)變壓器初級(jí)輸入阻抗為| Z1| ，次級(jí)負(fù)載阻抗為| Z2| ，則Z1N1U2，I1N 2I 2代入，得將 U 1N1N 2U 1I 1;.,.N12Z1U 2N 2I 2因?yàn)閁2Z 2I 2N12所以Z 1Z2K2 Z2N 2可見，次級(jí)接上負(fù)載| Z2| 時(shí)，相當(dāng)于電源接上阻抗為K2| Z2| 的負(fù)載。變壓器的這種阻抗變換特性，在電子線路中常用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配和信號(hào)源內(nèi)阻相等，使負(fù)載上獲得最大功率?！纠坑幸浑妷罕葹?220/110 V 的降壓變壓器，如果次級(jí)接上 55 的電阻，求變壓器初級(jí)的輸入阻抗。解 1：次級(jí)電流I 2U

5、 21102 Z 255初級(jí)電流KN1U 12202N2U 2110I 1I 221K2輸入阻抗Z 1U 1220220I11解 2：變壓比KN1U 12202N 2U 2110;.,.N12輸入阻抗Z1Z2 K2Z2 4 55 220N2【例】有一信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)為 1V ，內(nèi)阻為 600 ，負(fù)載電阻為 150 。欲使負(fù)載獲得最大功率，必須在信號(hào)源和負(fù)載之間接一匹配變壓器， 使變壓器的輸入電阻等于信號(hào)源的內(nèi)阻，如圖 11-4所示。問(wèn)：變壓器變壓比，初、次級(jí)電流各為多少?圖例圖圖變壓器外特性曲線解 : 負(fù)載電阻 R2 = 150，變壓器的輸入電阻R1 = R0 = 600 ，則變比應(yīng)為KN1R1

6、6002N2R2150初、次級(jí)電流分別為I 1R0ER110.83 10 3 A 0.83 mA600600I 2N1I12 0.831.66 mAN 2二、 變壓器的外特性和電壓變化率1變壓器的外特性變壓器外特性就是當(dāng)變壓器的初級(jí)電壓U1 和負(fù)載的功率因數(shù)都一定時(shí)，次級(jí)電壓U2隨次級(jí)電流I 2 變化的關(guān)系，如圖11-5 所示。由變壓器外特性曲線圖可見：;.,.(1) I2=0 時(shí)，U2= U2N。(2) 當(dāng)負(fù)載為電阻性和電感性時(shí)，隨著I 2 的增大， U2 逐漸下降。在相同的負(fù)載電流情況下， U2 的下降程度與功率因數(shù)cos有關(guān)。(3)當(dāng)負(fù)載為電容性負(fù)載時(shí)，隨著功率因數(shù)cos的降低， 曲線上升。 所以， 在供電系統(tǒng)中，常常在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)一定容量的電容器，以提高負(fù)載的功率因數(shù)cos。2電壓的變化率電壓變化率是指變壓器空載時(shí)次級(jí)端電壓U2N和有載時(shí)