高一高教社电工技术应用课件-项目5变压器的认识与检测

《电工技术应用》 项目5 变压器的认识与检测 变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，是电力系统、电子线路和电工测量中十分重要的电气设备，主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。本项目以变压器的认识与检测为目标，重点介绍变压器的基本结构、工作原理和检测方法。 5.1项目描述 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 任务导引 磁极之间具有怎样的力，它们是通过什么传递的呢？ 通电导体周围能否产生磁场，我们又将如何进行判别？ 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 一、磁场与磁感线 做中学、做中教 按图5－1所示方式，用条形磁铁接近小磁针，观察小磁针的运动规律。 用条形磁铁N极去接近小磁针N极，小磁针被排斥出现旋转；用条形磁铁S极去接近小磁针N极，小磁针被吸引出现旋转。 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 一、磁场与磁感线 两个磁极虽没有发生接触，但相互之间产生了作用力，这个力就是磁力。磁力不是在磁极之间直接发生，而是通过磁场进行传递。也就是说磁极在自己周围的空间里产生了磁场，磁场对处在它其中的磁极具有磁场力的作用。磁场和电场一样，也是一种特殊物质，具有力和能的性质。 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 二、磁场的方向和磁感线 把小磁针放在磁场中的任一点，可以看到小磁针受磁场力的作用，静止时它的两极不再指向南北方向，而指向一个别的方向。在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向一般并不相同。这说明，磁场具有方向性。一般规定，在磁场中的任一点，小磁针N极受力的方向，亦即小磁针静止时N极所指的方向，就是那一点的磁场方向，如图5 -2所示。 在磁场中可以利用磁感线来形象地表示各点的磁场方向。所谓磁感线，就是在磁场中画出的一些曲线，在这些曲线上每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同。 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 三、电流的磁场 1820年，丹麦物理学家奥斯特做过下面的实验：把一条导线平行地放在磁针的上方，给导线通电，磁针就会发生偏转，如图5-3所示。 结论：电流也能产生磁场，电和磁有着密切联系。 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 三、电流的磁场 直线电流的磁场如图5-4所示。直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上。 判定方法：直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（也称为右手螺旋法则）来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 三、电流的磁场 图5-5所示是环形电流的磁场。环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。 判定方法：环形电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。 5.2知识准备 5.2.1电流的磁效应 三、电流的磁场 螺线管通电以后表现出来的磁性，很像一根条形磁铁，一端相当于N极，另一端相当于S极，改变电流方向，它的两极就对调。通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从N极出来进入S极。通电螺线管内部具有磁场，内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由S极指向N极，并和外部的磁感线连接，形成一些闭合曲线。 判定方法：可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，大拇指指向通电螺线管的N极。 5.2知识准备 5.2.2磁场的主要物理量 任务导引 磁场不仅有方向，而且也有强弱。表示磁场强弱的物理量有哪些，分别是怎样的呢？ 5.2知识准备 5.2.2磁场的主要物理量 一、磁感应强度 做中学、做中教 如图5－7所示，改变电流大小，观察导体摆动幅度有何不同；调节磁铁数量，观察导体摆动幅度有何不同。 通过实验发现电流越大，导体摆动幅度越大；磁铁数量越多，导体摆动幅度越大；即磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F与电流I大小、磁场强度和导线长度L有关。 5.2知识准备 5.2.2磁场的主要物理量 一、磁感应强度 我们把磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F与电流I大小和导线长度L乘积IL的比值称为通电导线在该处的磁感应强度。用B表示。 磁感应强度是一个矢量，它的大小如上式所示，它的方向就是该点的磁场方向。它的单位由F、I和L的单位决定，在国际单位制中，它的单位是T（特）。 用磁感线的疏密程度也可以形象地表示磁感应强度的大小，在磁感应强度大的地方磁感线就密一些，在磁感应强度小的地方磁感线就疏一些。 如果在磁场的某一区域里，磁感应强度的