知識點(diǎn)變壓器的工作原理教學(xué)文稿

電工電子技術(shù)主講：趙靜項目五：鐵心線圈與變壓器變壓器的工作原理02030401明確任務(wù)：了解變壓器工作原理知識準(zhǔn)備：變壓器的空載運(yùn)行、負(fù)載運(yùn)行知識深化：變壓器的阻抗變換操作訓(xùn)練：示波器觀察變壓器輸出波形歸納總結(jié)：

變壓器原邊接入交流電路中后，繞組中就有交流電流流過，交流電就在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變的磁場，這個磁場在副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電壓，這個電壓的大小與變壓器原、副邊的繞組的匝數(shù)比有關(guān)，這樣我們可以通過選擇不同匝數(shù)比的變壓器得到我們需要的電壓。副邊接上負(fù)載后就有電流流過，這樣就將電能由原邊傳送到了副邊。副邊電流也會產(chǎn)生磁場，反過來作用于原邊電流所產(chǎn)生的磁場，最后鐵心中的磁場是一次側(cè)和二次側(cè)電流共同作用的結(jié)果。一、明確任務(wù)（一）變壓器空載運(yùn)行二、知識準(zhǔn)備

圖1是變壓器空載時接線圖；原副邊匝數(shù)、電壓、電動勢、空載電流及磁通參考方向如圖所示。圖1變壓器空載運(yùn)行（一）變壓器空載運(yùn)行二、知識準(zhǔn)備若忽略漏磁通，則根據(jù)電磁感應(yīng)定律有

和

和

的有效值分別為

和式中，

為交流電源的頻率，

為主磁通的最大值。（一）變壓器空載運(yùn)行二、知識準(zhǔn)備

如果忽略繞組電阻上的壓降，認(rèn)為原副邊電動勢有效值近似等于電壓有效值，即

因此有

結(jié)論變壓器空載運(yùn)行時，原副邊電壓有效值之比等于繞組的匝數(shù)比。（一）變壓器空載運(yùn)行二、知識準(zhǔn)備

當(dāng)原邊電壓為某一值時，只要選用不同變比（原副邊匝數(shù)比稱變比，即

）的變壓器就可獲得不同電壓等級的副邊輸出電壓。若

時，則副邊電壓小于原邊電壓；這種變壓器稱為降壓變壓器，即若

時，則副邊電壓大于原邊電壓；這種變壓器稱為升壓變壓器，即（二）變壓器負(fù)載運(yùn)行

圖2為變壓器帶上負(fù)載

后電路圖。由于副邊有電流通過，從而將影響原邊電流的大小。二、知識準(zhǔn)備圖2變壓器負(fù)載運(yùn)行（二）變壓器負(fù)載運(yùn)行

由于變壓器存在內(nèi)阻，負(fù)載時變壓器副邊的輸出電壓將比空載時有所下降，但一般情況下內(nèi)部電壓降不會超過額定電壓的10%。所以我們可以近似認(rèn)為副邊電壓有效值仍然等于副邊電動勢有效值，即二、知識準(zhǔn)備

結(jié)論

可以認(rèn)為變壓器負(fù)載運(yùn)行時，原副邊電壓之比依然等于匝數(shù)之比，即（二）變壓器負(fù)載運(yùn)行二、知識準(zhǔn)備

變壓器運(yùn)行時，由于

可見，當(dāng)電源電壓的大小和頻率一定時，鐵心中的磁通大小一定。

負(fù)載運(yùn)行后，磁路的磁動勢由原副邊共同產(chǎn)生，其大小應(yīng)當(dāng)與空載時的磁動勢基本相等，即是變壓器空載時的空載電流，其大小一般只有額定電流的百分之幾，因此上式可近似寫成以下形式

即二、知識準(zhǔn)備

結(jié)論

變壓器原、副邊電流與電壓之間的近似關(guān)系，即

可見，變壓器負(fù)載運(yùn)行時，匝數(shù)多的繞組電壓高、電流??；而匝數(shù)少的繞組電壓低、電流大。（一）訓(xùn)練目的三、操作訓(xùn)練

1.觀察變壓器的結(jié)構(gòu)和銘牌的數(shù)據(jù)。2.通過訓(xùn)練了解變壓器電壓變換關(guān)系。（二）任務(wù)實施三、操作訓(xùn)練

按圖所示將變壓器輸入端接入市電220V，50Hz，用示波器觀察輸出波形，畫出輸出波形，并記錄波形參數(shù)。

變壓器除了進(jìn)行電壓變換和電流變換以外還可以用于阻抗變換，這一點(diǎn)在電子電路中應(yīng)用十分廣泛。圖3(a)是利用變壓器進(jìn)行阻抗變換的原理圖；圖3(b)是其等效電路。在電路中實際負(fù)載為

；電路等效后的等效負(fù)載為

。四、知識深化圖3變壓器阻抗變換原理

等效阻抗的大小為

結(jié)論

阻抗值為

的負(fù)載通過變壓器接到電源上，相當(dāng)于將阻抗值擴(kuò)大（或縮小）

倍后直接接到電源上。

因此，只要選擇合適的變比，可以把實際負(fù)載阻抗變換為所需要的