電工電子技術(shù)與技能課件：變壓器

變壓器

模塊一磁場及電磁知識模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理1.了解磁場的特性及磁場的基本概念。2.了解電流的磁場，以及電流與磁場的關(guān)系。。3.掌握磁場對電流的作用力及左手定則。4.理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握右手定則和楞次定律模塊一磁場及電磁知識【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【能力目標(biāo)】

1.能夠用用安培定則判定電流周圍的磁場。2、能夠用左手定則判定磁場對電流的作用力方向。3、熟練運(yùn)用右手定則和楞次定律判定感生電流的方向?！局R探究】

1.磁場的基礎(chǔ)概念

模塊一磁場及電磁知識

具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)成為磁性。具有磁性的物質(zhì)稱為磁體。磁體上磁性最強(qiáng)的地方成為磁極。磁體有兩個磁極即N極和S極。磁極之間具有同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的特性。磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。模塊一磁場及電磁知識

磁場是一種看不見、而又摸不著的特殊物質(zhì)。在磁場中，小磁針靜止時N極所指的方向，就是該點(diǎn)磁場的方向。如圖所示，磁感線形象直觀地描述出了磁場分布的情況。（a）條形磁鐵(b)蹄型磁鐵

2．電流的磁場通電直導(dǎo)線的磁場

通電導(dǎo)線中的電流方向決定了該導(dǎo)線周圍磁場的方向。通電直導(dǎo)線中電流的磁感線方向與電流方向之間的關(guān)系可以用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定。用右于握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向與電流方向一致，那么彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。模塊一磁場及電磁知識

通電直導(dǎo)線的磁場模塊一磁場及電磁知識

通電螺線管產(chǎn)生的磁場

通電直導(dǎo)線中電流的磁感線方向與電流方向之間的關(guān)系可以用安培定則(也稱右手螺旋定則)來判定。模塊一磁場及電磁知識

磁場對電流的作用力稱為安培力。當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁場方向放置時，導(dǎo)線所受的安培力的大小與導(dǎo)體中電流的大小成正比，與導(dǎo)體在磁場中的有效長度成正比，與通電導(dǎo)體所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。

模塊一磁場及電磁知識

3．磁場對通電導(dǎo)體的作用力模塊一磁場及電磁知識

圖5-1-4通電導(dǎo)體在磁場中受力

方向可以用左手定則（如下圖）來判定：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)。讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向電流方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。

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4．電磁感應(yīng)如圖所示的實(shí)驗(yàn)，讓導(dǎo)體AB在磁場中向前或向后運(yùn)動，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明電路中有了電流。導(dǎo)體靜止或上下運(yùn)動時，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，電路中沒電電流?？梢姡洪]合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，電路中就有電流產(chǎn)生只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。引起磁通量發(fā)生變化的原因有兩方面，面積S變化或磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化。模塊一磁場及電磁知識

右手定則當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動時，感應(yīng)電流的方向與磁感線方向、導(dǎo)體運(yùn)動方向之間的關(guān)系，用右手定則判斷。伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，使拇指指向?qū)w運(yùn)動方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。模塊一磁場及電磁知識

楞次定律感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。步驟：首先判明閉合回路的原磁通量是沿什么方向，發(fā)生著什么變化(增加還是減少)；然后根據(jù)楞次定律來確定感應(yīng)電流所激發(fā)的磁場是沿什么方向(與原來的磁場方向是反向還是同向)；最后根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向。模塊一磁場及電磁知識

【課堂小結(jié)】一、磁場二、電流的磁場1．通電直導(dǎo)線2．通電螺線管三、安培力四、電磁感應(yīng)

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變壓器

模塊一磁場及電磁知識模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理1.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、分類和作用。2.理解變壓器的工作原理。3.掌握變壓器的變壓、變流計算。4.了解變壓器的外特性、損耗及效率。

5.了解單相變壓器的極性及判別。模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【能力目標(biāo)】

1.能對變壓器變壓、變流的基本運(yùn)算。2.能夠判別變壓器的極性?！局R探究】

變壓器是根據(jù)互感原理工作的電磁裝置?？梢詫⒛骋粩?shù)值的交流電轉(zhuǎn)化為同頻率的另一電壓數(shù)值的交流電。模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

在日常生活和生產(chǎn)中，常常需要各種不同的交流電壓。例如：工廠中常用的三相異步電動機(jī)需要380V或者220V電壓，照明電路和家用電器需要220V電壓，機(jī)床照明、低壓電鉆等需要36V以下電壓，高壓輸電采用110KV、220KV電壓等。這些都是通過變壓器變換而得的。1.變壓器的作用和種類

模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

分類：1）按用途：電力變壓器和特種變壓器2）按鐵芯結(jié)構(gòu)：殼式變壓器和心式變壓器3）按相數(shù)：單相、三相和多相變壓器(a)芯式(b)殼式

2.變壓器的基本結(jié)構(gòu)

模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理鐵心是磁路部分。一般用0.35mm厚的冷軋硅鋼片疊成，分為心式和殼式兩大類。繞組是電路部分。由漆包線或絕緣的扁銅線繞制而成，分為一次繞組和二次繞組。

3.變壓器的工作原理

模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

變壓器是按電磁原理工作的。變壓器的一次繞組接在交流電源上，在一次側(cè)中就有交流電流通過，交變電流將在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，這個變化的磁通經(jīng)過閉合的磁路同時穿過一次側(cè)和二次側(cè)繞組。交變的磁通將在繞組中產(chǎn)生感生電動勢，即一次側(cè)產(chǎn)生自感電動勢，二次側(cè)產(chǎn)生互感電動勢。如果在二次側(cè)接上負(fù)載，負(fù)載就可以工作了。這時二次側(cè)相當(dāng)于電源一樣。變電壓原理模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

當(dāng)N1＞N2時，K＞1，U1＞U2，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做降壓變壓器；當(dāng)N1＜N2時，K＜1，U1＜U2，變壓器升壓，這種變壓器叫升壓變壓器。變電流原理模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

4.變壓器的外特性外特性模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理5.變壓器的損耗和效率一次輸入功率二次輸出功率損耗損耗包括：鐵損耗（不變損耗）和銅損耗（可變損耗）。變壓器鐵心中磁滯損耗和渦流損耗稱為鐵損耗。銅損耗與電流的平方成正比。模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

變壓器的效率：輸出有功功率P2與輸入有功功率P1的比值，計算公式為模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

6.單相變壓器繞組的極性測定變壓器繞組的極性是指變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組在同一磁通作用下所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之間的相位關(guān)系，通常用同名端來標(biāo)記。同名端用符號星號“*”或黑點(diǎn)“.”表示模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

判定方法：（1）直觀法：由繞制方法決定的，如圖所示，用右手螺旋法則判定，從繞組的某一端通入電流，產(chǎn)生的磁通方向一致的端即為同名端（左圖中1,3或2,4,右圖中1,4或2,3）。同名端的繞向一致。

模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理（2）直流法如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時，如果電流表正偏，則A--a為同名端，反之，當(dāng)開關(guān)S閉合時，如果電流表反偏，則A--x為同名端。

模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理（3）交流法如圖所示，將2,4兩端用導(dǎo)線連接起來，在1,3端加一低電壓。如果U3=U1-U2,則1,3（2,4）為同名端。如果U3=U1+U2，則1,4（2,3）為同名模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理

【知識拓展】

銘牌模塊二變壓器的結(jié)構(gòu)和原理【知識拓展】

額定值額定電壓：

U1N是指變壓器正常工作時加在一次繞組上的電壓；U2N是指一次側(cè)加U1N