第3章-磁路和變壓器 11

3-1第3章磁路與鐵心線圈電路3.2交流鐵心線圈電路3.3

變壓器3.1

磁路及其分析方法3-2i磁路：磁通所經(jīng)過的閉合路徑。3-31、磁感應(yīng)強(qiáng)度

B（磁通密度）單位：韋伯1Tesla=104高斯B

的單位：特斯拉（Tesla）3.1.1磁場(chǎng)的基本物理量表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向磁通

:

磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積3.1磁路及其分析方法3-4安培環(huán)路定律（全電流定律）:磁場(chǎng)中任何閉合回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分，等于通過這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和。I1I2I3電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向符合右手定則，電流取正；否則取負(fù)。2、磁場(chǎng)強(qiáng)度H

磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。：安/米3-53、磁導(dǎo)率：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量（亨/米）真空的磁導(dǎo)率()為常數(shù)一般材料的磁導(dǎo)率和真空的磁導(dǎo)率之比相對(duì)磁導(dǎo)率，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料3-6總磁通勢(shì)等于各段磁壓降之和INF=NI：磁通勢(shì)。Um=HL：磁壓降。3.1.2磁路的分析方法根據(jù)安培環(huán)路定律3-7INSL注：磁性材料是非線性的Rm

：磁阻磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律3-8磁路和電路的比較磁路電路磁通INR+_EI磁壓降磁動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)電流電壓降U3-9交流激勵(lì)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)iu+--+-+u→i→Φ→eΦδ→eδ假設(shè)：主磁通：漏磁通*3.2交流鐵心線圈電路可忽略不計(jì)3-10電路方程：ui+--+-+

交流磁路的特點(diǎn):當(dāng)外加電壓U、頻率f

、線圈匝數(shù)N一定時(shí)，恒定。變壓器鐵心:硅鋼片疊壓而成。變壓器繞組:高強(qiáng)度漆包線繞制而成。其它部件:油箱、冷卻裝置、保護(hù)裝置等。鐵心線圈構(gòu)造殼式變壓器心式變壓器鐵心線圈3.3變壓器5-12S9-M-400/10配電變壓器變壓器的結(jié)構(gòu)3-13鐵芯原邊繞組副邊繞組1、變壓器的工作原理變壓器符號(hào)：i1u1+--+-++-+-N1N2i11i22i1u1+--+-++-+-N1N23-15i1u1+--+-++

-+-u2+-N1N2假設(shè)3-16空載:原邊接入電源，副邊開路。K為變比i1u1+--+-++-u2+-(1)原、副邊電壓關(guān)系N1N23-17i1勵(lì)磁電流u1+--+-+當(dāng)外加電壓、頻率不變時(shí)，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負(fù)載時(shí)基本不變(2)原、副邊電流關(guān)系N1N2+

-+-3-18(3)原、副邊阻抗關(guān)系+–+–+–由圖可知：3-19電流互感器(P117，特殊變壓器)：

提高儀表量程。（被測(cè)電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2注意！1.副邊不能斷開，以防產(chǎn)生高電壓；2.高壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時(shí)，在副邊出現(xiàn)過壓。2、變壓器的應(yīng)用舉例（1）電流變換舉例：3-20（2）阻抗變換舉例：RsRL信號(hào)電壓的有效值U1=50V,信號(hào)內(nèi)阻Rs=100負(fù)載為揚(yáng)聲器,RL=8求：兩種情況下負(fù)載上得到的功率解:1.將負(fù)載直接接到信號(hào)源上2.將負(fù)載通過變壓器接到信號(hào)源上。Rs3-223.變壓器的外特性副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。即：U2I2U20U20：原邊加額定電壓、副邊開路時(shí)，副邊的輸出電壓。一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2

變化不多）3-234.變壓器的損耗為防止渦流損失，鐵芯一般由一片片導(dǎo)磁材料疊合而成。變壓器的損耗包括兩部分：銅損(ΔPCU)：繞組導(dǎo)線電阻所致。磁滯損失：磁滯現(xiàn)象引起鐵芯發(fā)熱，造成的損失。渦流損失：交變磁通在鐵芯中產(chǎn)生的感應(yīng)電流（渦流），造成的損失。鐵損()：ΔPFE3-24

額定電壓

變壓器副邊開路（空載）時(shí)，原、副邊繞組允許的電壓值。額定電流

變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，原、副邊繞組允許的電流值。

額定容量

5.變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例）（理想）SN

=

U1NI1N=

U2NI2N三相變壓器單相變壓器（理想）3-25容量

SN

輸出功率

P2

輸入功率

P1

輸出功率

P2注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系容量：輸出功率：輸入功率：效率:3-26AXax??AXax??ii1??2AXaxii12AXax??同名端同名端6.變壓器繞組的極性當(dāng)電流流入兩個(gè)線