9.1学习变压器的相关知识（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块9 变压器 任务二 认识常用变压器 任务一 学习变压器的相关知识 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务一 学习变压器的相关知识 变压器的效率 变压器的铭牌数据 变压器的工作原理 变压器的基本结构 任务一学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ● 了解变压器的结构。 ● 掌握变压器的工作原理。 ● 了解变压器的用途以及铭牌数据。 任务一 学习变压器的相关知识 任务描述 ● 如图 3-46 所示为电力系统常用的油浸电力变压器。 那么变压器是如何工作的呢？ 任务一 学习变压器的相关知识 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务分析 ● 变压器是利用电磁感应原理制成的电气设备。变压 器不仅应用在电能的传输、分配领域，而且广泛应用于 电子技术、电气控制、焊接以及测试等领域。变压器的 功能主要有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳 压（磁饱和变压器）等。通过本任务的学习，我们将学 习变压器的工作原理以及与之有关的效率、铭牌数据等 基础知识。 任务一 学习变压器的相关知识 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 知识链接 一、变压器的基本结构 虽然变压器的种类很多，但 其基本结构几乎都是一样的， 由铁芯和绕组组成，如图3-47 所示。 铁芯是变压器的磁路部分，并 作为变压器的机械骨架。根据绕 组的位置不同，铁芯分为心式和 壳式两类，如图3-48所示。一般变压器至少有两个绕组，与 电源相接的绕组叫做一次侧绕组（或原边绕组），与负载相 接的绕组叫做二次侧绕组（或副边绕组）。 任务一 学习变压器的相关知识 知识链接 二、变压器的工作原理 如图3-47所示，如果把变压器一次侧接交流电源u1，在 一次侧绕组中便有交变电流i1流过，i1在铁芯中产生按正弦 规律交变的磁通。绝大部分磁通都是沿铁芯闭合并与一次 侧、二次侧绕组交链，称为主磁通Φ。变化的主磁通会在 一次侧和二次侧绕组中产生交变的正弦感应电动势。如果 二次侧绕组接上负载，这时二次侧绕组中就会有交变电流 i2流过。 1.变压器的电压变换 变压器的一次侧电压与二次侧电压之比叫做变压器的变 压比，简称变比，用Ku表示。设一次侧与二次侧绕组匝数 任务一 学习变压器的相关知识 知识链接 分别为N1与N2，主磁通在一次侧与二次侧绕组中产生的感 应电动势分别为e1与e2。它们是与电源同频率的正弦交流电 动势，在图中所示参考方向下，根据法拉第电磁感应定律 有 如果用E1、E2、U1、U2分别表示e1、e2、u1、u2的有 效值，则经过数学推导有 式中，Φm 为主磁通的最大值，f为电源频率。 对于理想变压器，有E1=U1，E2=U2 ，所以有 任务一 学习变压器的相关知识 知识链接 上式表明，变压器的变压比等于变压器一次侧与二次 侧绕组的匝数比。当N1>N2时，Ku>1，为降压变压器； 当N1<N2时，Ku<1，为升压变压器。 2.变压器的电流变换 对于理想变压器来说，一次侧功率（输入功率）等于 二次侧功率（输出功率），所以有U1I1=U2I2，即 上式表明，变压器一次侧与二次侧中电流的大小与匝 数成反比。 任务一 学习变压器的相关知识 知识链接 3、变压器的阻抗变换 设变压器的负载阻抗为|ZL|，则 对于一次侧电源来说，输出了电压也输出了电流，相 当于带了一个负载|ZL′|，则 任务一 学习变压器的相关知识 知识链接 1. 变压器的有功功率 由交流电的知识可知，变压器输入的有功功率为 单相变压器： 三相变压器： 变压器输出的有功功率为 单相变压器： 三相变压器： 2. 变压器的损耗 前面讨论变压器时是按理想变压器来处理的，P1=P2， 而实际变压器是P1>P2。令PS=P1-P2，其中PS称为变压器 三、变压器的效率 任务一 学习变压器的相关知识 知识链接 的损耗功率。为什么会产生PS呢？这是因为变压器的绕组 中有电阻，电流流过时会发热，即产生能量损耗，这种损 耗称为铜损，用PCu表示。另外，变压器中交变的磁场会在 变压器铁芯中产生涡流损耗与磁滞损耗，这种损耗称为 铁损，用PFe 表示。因此PS=PCu+PFe。 3、变压器的效率 变压器的输出有功功率P2与输入有功功率P1之比的百分数 称为变压器的效率，即 一般变压器的效率较高，小型变压器效率为70% ～ 85%大型变压器效率可达98%以上。 任务一 学习变压器的相关知识 知识链接 每台变压器上都有一个铭牌，铭牌主要用来记载变压器 的型号、额定工作情况及生产厂家，以供用户正确使用和 维护