高一高教版《电工基础》7.3 变压器的功率和效率 & 7.4 几种常用变压器教案

7.3 变压器的功率和效率 & 7.4 几种常用变压器 一、教学目标 1、了解变压器的功率和效率并能进行简单计算。 2、了解铜损、铁损的概念。 3、了解几种常用变压器的构造、用途及使用注意事项。 二、教学重点、难点分析 重点： 1、变压器功率和效率的计算。 难点： 同重点。 三、教具 电化教学设备。 四、教学方法 讲授法(以启示讲解为主)，多媒体课件。 五、教学过程 Ⅰ.知识回顾 1、理想变压器的电压、电流、阻抗变换关系。 电压变换关系 电压变换关系 阻抗变换关系 2、交流电路功率计算公式： II.新课 一、变压器的功率和效率 1、变压器的功率 实际变压器在工作时，必然存在功率损失。变压器的功率消耗等于原边输入功率和副边输出功率之差，及 变压器的功率损耗包括铜损和铁损两部分，它们可以通过计算或这使用的方法求出。 ①铜损是由于原、副边有电阻，电流在电阻上要消耗一定的功率。 ②铁损是由于交变的主磁通在铁心中产生的磁滞损耗和涡流损耗。 2、变压器的效率 变压器的效率为变压器输出功率与输入功率的百分比，即 (式7-4) 大容量变压的效率可达98% ~ 99%，小型电源变压器效率约为70% ~ 80%。 二、几种常用变压器 1、自耦变压器 图 3 自耦变压器符号及原理图 自耦变压器原、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3所示。 原、副线圈电压之比和电流之比的关系为 注意： 1 自耦变压器在使用时，一定要注意正确接线，否则易于发生触电事故。 2 接通电压前，要将手柄转到零位。接通电源后，渐渐转动手柄，调节出所需要的电压。 1、 小型电源变压器 小型电源变压器广泛应用与电子仪器中。它一般有一至二个一次绕组和几个不同的二次绕组，可以根据实际需要联结组合，以获得不同的输出电压。 指导学生自己分析教材图(7-7)(a)、(b)，指出各有哪几种工作方式，可以获得哪几种输出电压。 2、 互感器 互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中高电压或大电流时使用的变压器。可分为电压互感器和电流互感器两种。 1）电压互感器 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4所示。 可见，高压线路的电压U1等于所测量电压U2和变压比n的乘积，即U1=nU2 注意： (1) 次级绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。 (2) 铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的破坏和人身伤亡。 图4 电压互感器 图5 电流互感器 2）电流互感器 图6 钳形电流表 使用时，电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连，次级绕组则与电流表串联成闭和回路，如图5所示。 通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。 注意： (1) 绝对不能让电流互感器的次级开路，否则易造成危险； (2) 铁心和次级绕组一端均应可靠接地。 常用的钳形电流表也是一种电流互感器。它是由一个电流表接成闭合回路的次级绕组和一个铁心构成，其铁心可开、可合。测量时，把待测电流的一根导线放入钳口中，电流表上可直接读出被测电流的大小，如图6所示。 3、 三相变压器 图7 三相变压器 三相变压器就是三个相同的单相变压器的组合，如图7所示。三相变压器用于供电系统中。根据三相电源和负载的不同，三相变压器初级和次级线圈可接成星形或三角形。 三相变压器的每一相，就相当于一个独立的单相变压器。单相变压器的基本公式和分析方法，使用与三相变压器中的任意一相。 4、 变压器铭牌数据 在变压器外壳上均有一块铭牌，要安全正确的使用变压器，必须掌握铭牌各个数据的含义。 1 型号 用以表明变压器的主要结构、冷却方式、电压和容量等级等等。 如SJL-560/10中：S表示三相，单相变压器用D表示；J表示油浸自冷式冷却方式，风冷式用F表示；L表示装有避雷装置；560表示容量为560kV·A；10表示高压绕组额定电压为10kV。 2 额定电压 变压器空载时的电压，三相变压器指线电压。 3 额定电流 变压器正常运行时允许通过的最大电流，三相变压器指线电流。 4 额定容量 额定容量指变压器的额定输出视在功率S。在单相变压器中S＝U2I2；在三相变压器中，。 5 温升 温升是指变压器某些部分与周围环境的温差，变压器所允许的温升由材料的绝缘等级来定。变压器运行时，要注意其温升，确保安全运行。 III.例题讲解，巩固练习 【例题1】略（见教材§7－3例题） 【例题2】有一变压器初级电压为2200 V，次级电压为220 V，在接纯电阻性负载时，测得次级电流为10 A，变压器的效率为95%。 试求它的损耗功率，初级功率和初级电流。 解：次级负载功率