高二高教版电工基本电路安装与测试 项目5任务3认识常用变压器教案2

《电工基本电路的安装与测试（第2版）》项目5教案　　 项目5 认识变压器与电动机 任务3 认识常用变压器 【教学目标】 ●知道互感现象，熟悉变压器的原理。 ●知道变压器的分类，熟悉常用变压器的功能和典型应用。 ●会检测小型变压器。 ●会判断变压器的同名端。 【教学重点】 变压器的功能与典型应用 【教学难点】 判断变压器的同名端 【参考学时】 4学时 【教学过程】 一、任务导入 列举变压器应用实例，让学生认识变压器，激发学生学习兴趣。 二、任务准备 1.互感现象 如图所示，A、B是两个互相独立的线圈，线圈B套在线圈A的外面，线圈A与开关S、滑动变阻器RP及直流电源E串联组成闭合电路，线圈B与灵敏电流计串联组成闭合回路。在开关S闭合的瞬间，灵敏电流计指针偏转；当线圈A电路中电流稳定时，灵敏电流计指针不偏转；当改变滑动变阻器RP的阻值时，灵敏电流计指针偏转；在开关S断开瞬间，灵敏电流计指针偏转。 研究互感现象 当线圈A中的电流发生变化时，线圈B产生了感应电动势。由于一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。在互感现象中产生的感应电动势，叫互感电动势。 2.变压器的基本原理 变压器是由一个矩形铁心和两个绕在铁心上互相绝缘的线圈所组成的装置，是利用互感原理工作的，如图所示。两个线圈中，左边一个线圈与交流电源相接，称为原线圈，又称初级线圈或一次线圈（一次侧），右边一个线圈与用电设备（如电灯、电动机等）或电路元件（如电阻、电感等）相接叫副线圈，又称次级线圈或二次线圈（二次侧）。 最简单的变压器 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件。 （1）变换交流电压 变压器空载运行原理图 设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，忽略线圈内阻，变压器原、副线圈的电压比 ==n （2）变换交流电流 变压器的输入功率全部消耗在负载上，即 U1I1= U2I2 === 可见，变压器工作时原、副线圈的电流与线圈的匝数成反比。 （3）变换交流阻抗 设变压器初级输入阻抗为z1，次级负载阻抗为z2，则 z1=n2 z2 这说明变压器副边接上负载z2时，相当于原边接上一个阻抗为n2 z2的负载。 3.变压器的分类 按用途分：电力变压器、试验变压器、仪表变压器、特殊用途变压器 按相数分：三相变压器、单相变压器 按绕组形式分：多绕组变压器、双绕组变压器和自耦变压器 按铁心形式分：心式变压器、壳式变压器、环型变压器 按冷却方式分：油浸式变压器、干式变压器、充气式变压器、蒸发冷却变压器 三、任务实施 1．认识变压器的图形符号 变压器的图形符号如图所示，文字称号为T。 （a）双绕组变压器 （b）三绕组变压器 变压器的一般图形称号 2．认识常用变压器 （1）电力变压器 为有效解决“输电要经济，用电要安全”的矛盾，在电力系统中广泛采用了电力变压器。电力变压器大部分是三相变压器。常用电力变压器如图所示。 电力变压器 （2）小型变压器 ①电源变压器 电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，在电源技术和电力电子技术中得到广泛的应用。其外形如图所示，主要由铁心、骨架、绕组、绝缘物及紧固件等组成。 小型电源变压器 ②高频变压器 高频变压器是指用在高频电路中的变压器。高频变压器一般采用磁心或空心，其中采用磁心的更为多见，如图所示。主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器。 高频变压器 ③环形变压器 环形变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片，无缝地卷制而成，这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心，如图所示。广泛应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中，它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。 环形变压器 （3）自耦变压器 自耦变压器是原、副线圈共用一部分绕组，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系，如图所示。 （a）实物图 （b）原理图 自耦变压器 自耦变压器最主要的优点是其输出电压可在较大范围内连续均匀调节。 自耦变压器原、副线圈电压之比和电流之比的关系为 自耦变压器在使用时，一定要注意正确接线，否则易发生触电事故。 （4）互感器 互感器是一种专供测量仪表、控制设备和保护设备使用的变压器。 ①电压互感器 电压互感器的作用是将电力设备上的高电压变换成低电压（一般电压互感器的二次侧电压都设计为100V），再供给测量仪表。常用电压互感器如图所示。 电压互感器实质上就是降压变压器，因此主要构造和工作原理与降压变压器相似。 使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压绕组则与电压表相连，如图所示。电压互感器高压侧的电压U1等于所测量电压U2和变压比n的乘积，即