5.2 变压器 (课件)《电工电子技术基础与技能》上好课 (苏教版·凤凰职教)

《电工电子技术基础与技能》苏教版·凤凰职教 上好课—中职专业课 模块五 电动机和变压器 5.2 变压器 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 知识目标 掌握变压器分类、用途与基本结构，理解电磁感应工作原理，熟记电压、电流、阻抗变换关系及额定值、效率、电压变化率等核心参数 能依据变压比、阻抗匹配公式进行计算，会识读变压器额定值，可分析外特性与功率损耗，能规范选用与简单维护变压器 树立安全规范使用电气设备的意识，培养严谨的工程计算习惯，增强对电工技术的兴趣，养成节能与爱护设备的职业素养 能力目标 情感目标 实现电能的传输与转换 一、变压器的分类及用途—用途 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 三相或单相异步电动机 380V或220V 照明电路和家用电器 高压输电 机床照明、低压电钻 220V 36V以下 110kV、220kV以上 实现电能的传输与转换 一、变压器的分类及用途—用途 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 变换电压 变压器 变换电流 变换阻抗 改变相位 实现电能的传输与转换 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 一、变压器的分类及用途—常见变压器 实现电能的传输与转换 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 一、变压器的分类及用途—常见变压器 实现电能的传输与转换 一、变压器的分类及用途—分类 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 电力变压器 用途分类 专用电源变压器 自耦变压器 用于输配电系统 用于工业动力系统中直流拖动 用于电力系统或实验室等场合调压 实现电能的传输与转换 一、变压器的分类及用途—分类 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 用途分类 测量变压器 用于潮湿环境或人体常常接触场合 隔离变压器 电炉变压器 电焊变压器 用于测量电压、测量电流 用于冶炼、加热及热处理设备电源 用于焊接各类钢铁材料的交流电焊机上 实现电能的传输与转换 一、变压器的分类及用途—分类 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 双绕组变压器 按变压器 的绕组分类 三绕组变压器 多绕组变压器 自耦变压器 实现电能的传输与转换 一、变压器的分类及用途—分类 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 心式铁心变压器 按变压器的铁心结构 形式分类 壳式铁心变压器 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 一、变压器的分类及用途—分类 三种 相数 单相 单相变压器： 三相 三相变压器： 多相 多相变压器： 1.7.2013 按照相数来分，变压器可以分为单相、三相和多相。我们家里用的电都是单相电，所以家里的小变压器都是单相的。而工厂和电网用的是三相电，所以电力变压器都是三相的。多相变压器则用于一些特殊的工业设备。 ‹#› 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 二、变压器的基本结构 变压器主要由铁心和绕组两部分组成 01. 铁心 (变压器的磁路通道) ●材料构成：由高磁导率的硅钢片交错叠压而成 ●核心作用：构成闭合的磁路，集中和引导交变磁通，是电磁感应的物理基础 02. 绕组 (变压器的电路部分) ●材料构成：由高强度的绝缘漆包铜线或铝线绕制而成 ●绕组分类：分为一次绕组（输入端，接电源）和二次绕组（输出端，接负载） 1.7.2013 让我们打开变压器的外壳，看看它的内部构造。它主要由两大部分组成：铁心和绕组。 首先是铁心，它是磁路的通道，就像水流的管道，由硅钢片叠成，目的是集中和引导磁通，大大提高磁路的效率。 然后是绕组，这是电路的部分，由漆包线绕制而成。我们通常把连接电源的一侧叫做一次绕组，把连接负载的一侧叫做二次绕组。 能量就在这两者之间，通过铁心形成的闭合磁路，利用电磁感应原理进行高效的传递。 ‹#› 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 三、变压器的工作原理 工作原理：电磁感应定律 01. 产生交变磁通 当一次绕组接入交流电后，在变压器铁心中产生不断变化的磁场，即交变磁通。 02. 感应互感电动势 交变磁通穿过二次绕组，依据电磁感应原理，在绕组中感应出互感电动势。 03. 输出感应电流 二次绕组外接负载形成闭合回路，从而产生感应电流，实现电能的有效传输。 1.7.2013 变压器的工作原理完全基于电磁感应定律。大家看这张图，当一次绕组接入交流电后，就会在铁心中产生一个不断变化的磁场，也就是交变磁通。这个变化的磁场穿过二次绕组时，就会像魔法一样，在二次绕组中感应出电压。如果这时我们接上一个灯泡，灯泡就会亮起来，电能就成功地从一次侧传递到了二次侧。 ‹#› 实现电能的传输与转换 三、变压器的工作原理—变换交流电压 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 核心公式： 01 核心结论 一、二次绕组的电压之比 近似等于它们的匝数比 升压变压器应用 当 二次匝数 N₂ > 一次匝数 N₁ 时 输出电压 U₂ > 输入电压 U₁ 02 降压变压器应用 当 二次匝数 N₂ < 一次匝数 N₁ 时 输出电压 U₂ < 输入电压 U₁ 03 1.7.2013 变压器最核心的作用就是变换电压。这个规律非常简单，就是电压之比约等于匝数之比。想要把电压升高，就让二次绕组的匝数比一次绕组多；想要把电压降低，就让二次绕组的匝数比一次绕组少。这个匝数比K，决定了电压变换的比例。 ‹#› 三、变压器的工作原理—变换交流电流 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 核心公式： 变换结论 一、二次绕组的电流之比，近似等于它们匝数的反比 01 ⚡ 高压绕组 匝数多| 电流小 → 选用细导线绕制 02 🔋 低压绕组 匝数少| 电流大 → 选用粗导线绕制 03 1.7.2013 变压器最核心的作用就是变换电压。这个规律非常简单，就是电压之比约等于匝数之比。想要把电压升高，就让二次绕组的匝数比一次绕组多；想要把电压降低，就让二次绕组的匝数比一次绕组少。这个匝数比K，决定了电压变换的比例。 ‹#› 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 三、变压器的工作原理—变换交流阻抗 原理核心 二次侧的负载阻抗 |Z₂|，反映到一次侧： 一个 K² 倍的阻抗 即通过改变变压器的匝数比 K，就能改变从一次侧看进去的等效阻抗值 1.7.2013 变压器的第三个神奇作用是变换阻抗。这在音响设备中非常关键。比如一个16欧姆的扬声器，直接接到一个600欧姆的放大器上，声音会很小。但如果在中间加一个变压器，选择合适的匝数比，就能把扬声器的16欧姆“伪装”成放大器需要的600欧姆，实现完美的阻抗匹配，让声音达到最大效果。 ‹#› 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 四、变压器的额定值 额定容量 () 额定电压 () 额定电流 () 定义：变压器输出能力的保证值 单位：千伏安 (kVA) 定义：规定加在绕组上的正常工作电压 单位：V或kV 定义：根据额定容量和电压计算出的电流 单位：A 1.7.2013 每个变压器都有一个“身份证”，也就是它的铭牌。上面最重要的三个参数是额定容量、额定电压和额定电流。额定容量决定了它能带多大的负载；额定电压告诉我们该给它接多少伏的电；额定电流则是它允许长期通过的最大电流。使用时一定要严格遵守这些额定值。 ‹#› 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 五、变压器的外特性和电压变化率 核心概念解析 探究负载变化对输出电压的影响规律 01. 外特性 定义：二次绕组输出电压随负载电流变化的规律 规律：在感性负载下，负载电流越大，二次输出电压通常会略微下降 1.7.2013 变压器的性能好不好，我们可以看它的外特性。理想情况下，无论带多大负载，电压都应该保持不变。但实际中，随着负载增加，电压会有所下降。电压变化率就是衡量这个下降程度的指标，它越小，说明变压器的输出电压越稳定，性能越好。 ‹#› 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 五、变压器的外特性和电压变化率 核心概念解析 探究负载变化对输出电压的影响规律 02. 电压变化率 定义：衡量变压器输出电压稳定性的核心指标 意义：电压变化率数值越小，说明变压器在负载波动时输出电压越稳定，性能越优 1.7.2013 变压器的性能好不好，我们可以看它的外特性。理想情况下，无论带多大负载，电压都应该保持不变。但实际中，随着负载增加，电压会有所下降。电压变化率就是衡量这个下降程度的指标，它越小，说明变压器的输出电压越稳定，性能越好。 ‹#› 六、变压器的功率和效率 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 铁损 定义：发生在变压器铁心内部的能量损耗 特点：与负载大小无关，只要变压器接通电源（空载）就会产生，基本保持恒定 铜损 定义：电流流过变压器绕组导线电阻时产生的热损耗 特点：与负载电流的平方成正比，负载越大，铜损越大 💡 核心总结：功率损耗对比 变压器的总损耗 = 铁损 + 铜损。这两种损耗直接决定了变压器的运行效率，在设计和使用中需尽量降低 1.7.2013 变压器在工作时自身也会消耗一部分能量，这就是损耗。主要有两种：铁损和铜损。 铁损是铁心在交变磁场中产生的损耗，只要一通电就有，基本不变。 而铜损是电流流过绕组导线时产生的热损耗，电流越大，铜损就越大。 这两种损耗共同影响着变压器的效率。 ‹#› 实现电能的传输与转换 七、变压器工作原理 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 正向 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 ·变压器的分类及用途 ·变压器的基本结构 ·变压器的工作原理 划重点！ 单项选择题 1.如图所示，这样的变压器叫做 A.电压互感器 B.自耦变压器 C.电流互感器 D.多绕组变压器 答案：B. 解析：图中的变压器原、副绕组共用了一部分绕组，副绕组是从原绕组上抽头引出的，这是自耦变压器最核心的结构特点。 课后练习 单项选择题 2. 变压器的基本工作原理是（ ） A. 电流的热效应 B. 电流的磁效应 C. 电磁感应原理 D. 能量守恒原理 答案：C 解析：变压器依靠电磁感应实现电压、电流、阻抗的变换。 课后练习 单项选择题 3. 变压器一次、二次绕组的电压比等于绕组的（ ） A. 电流比 B. 匝数比 C. 功率比 D. 阻抗比 答案：B 解析：理想变压器满足 U1​/U2​≈N1​/N2​，电压与匝数成正比。 课后练习 判断题 1.变压器既能变换交流电压，也能变换直流电压。（ ） 课后练习 答案：× 解析：变压器依靠交变磁通工作，只能变换交流电，不能变换直流电。。 判断题 2. 变压器高压绕组匝数多、电流小，可用较细导线绕制。（ ） 课后练习 答案：√ 解析：电流与匝数成反比，高压绕组匝数多、电流小，导线可更细。 判断题 3. 理想变压器的输入功率等于输出功率。（ ） 课后练习 答案：√ 解析：理想变压器不计损耗，满足 P1​=P2​。 正向 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 正向 教学目标 新课学习 重点记忆 思维导图 课后作业 1. 简述变压器的基本组成结构。 2.写出理想变压器变压比公式。 3.说明自耦变压器的结构特点。 感谢观看 $