11.4 常用变压器（课件）《电工基础》（高教版·第2版）同步精品课堂

11.4 常用变压器 同步精品课堂—中职专业课 《电工基础》（高教版·第2版） 1 学习 目标 掌握自耦变压器、多绕组变压器、互感器的定义及结构特点 学习目标 理解它们的电压与电流关系公式 知晓不同变压器的使用注意事项（如互感器二次侧禁忌） 能区分各类变压器的典型应用场景 新知学习 同学们，实验室里能调节电压的调压设备、手机充电器里输出多种电压的部件、高压电测量时保障安全的仪器，这些都离不开特殊的变压器。自耦变压器如何实现电压连续调节？多绕组变压器怎样输出多种电压？互感器又为何能让高压测量变安全？今天，我们就来认识这些常用变压器，揭开它们在生活和工业中的应用奥秘。 新知学习 情景导入 新知学习 自耦变压器 新知学习 1．自耦变压器的构造和工作原理 自耦变压器一次、二次绕组有一部分是共用的，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系，如图所示。 一次、二绕组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，否则易于发生触电事故。 实验室中用来连续改变电源电压的调压变压器，就是一种自耦变压器，如图所示。 实验用调压变压器 新知学习 自耦变压器 新知学习 1．多绕组变压器 变压器的二次侧有两个以上的绕组或一次、二次绕组都有两个以上绕组的变压器叫多绕组变压器，如图所示。 多绕组变压器一次、二次绕组的电压关系仍符合变压比的关系 多绕组变压器 新知学习 多绕组变压器 新知学习 2．多绕组变压器的使用 多绕组变压器多使用于电子设备中，输出多种电压。多绕组可串联或并联使用，串联时应将绕组的异名端相接，并联时应将绕组的同名端相接。只有匝数相同的绕组才能并联。 新知学习 多绕组变压器 新知学习 互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的变压器。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，如图所示。 可见，高压线路的电压 U1 等于所测量电压 U2 和变压比 K的乘积， 即 U1=KU2 新知学习 互感器 新知学习 使用时应注意： (1) 二次绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。 (2) 铁心和二次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。 新知学习 互感器 新知学习 2．电流互感器 使用时，电流互感器的一次绕组与待测电流的负载相串连，二次绕组则与电流表串联成闭和回路，如图所示 。 通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。 新知学习 互感器 新知学习 使用时应注意： (1) 电流互感器的二次绕组不得开路，否则易造成危险； (2) 铁心和二次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二次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，如图所示。 新知学习 互感器 新知学习 新知学习 互感器 新知学习 自耦变压器与普通变压器相比，结构上有何特点？ 答案：自耦变压器的一次、二次绕组有一部分共用，并非完全独立，这使其用铜量少、体积小、效率高。 随堂练习 电流互感器使用时的重要注意事项是什么？ 答案：电流互感器二次侧绝对不能开路，否则会产生高感应电动势；且铁心和二次绕组一端必须可靠接地，以保障安全。 随堂练习 答案：C 解析：自耦变压器的一次、二次绕组存在共用部分，并非完全独立，这使得它用铜量少、体积小、效率较高，故该选项正确。 1.下列属于自耦变压器特点的是（ ） A.一次、二次绕组完全独立 B.用铜量多、体积大 C.一次、二次绕组有共用部分 D.效率低于同容量普通变压器 课堂练习 答案：B 解析：多绕组变压器绕组串联时，需将异名端相接，以保证电压叠加正确，若接反会导致电压抵消，故该选项正确。 2.多绕组变压器绕组串联时，应遵循的原则是（ ） A.同名端相接 B.异名端相接 C.任意连接均可 D.必须接地后连接 课堂练习 答案：B 解析：电压互感器使用时，匝数多的高压绕组跨接在待测高压线路上，匝数少的低压绕组接电压表，以实现高压测量，故该选项正确。 3.电压互感器的高压绕组应（ ） A.与负载串联 B.跨接在待测高压线路上 C.与电流表相连 D.匝数少于低压绕组 课堂练习 答案：D 解析：电流互感器一次绕组匝数少（通常1-几匝），与负载串联；二次绕组匝数多，与电流表串联，且二次侧严禁开路，故该选项正确。 4.下列关于电流互感器的说法，正确的是（ ） A.一次绕组匝数多，二次绕组匝数少 B.二次侧可开路运行 C.一次绕组与待测负载并联 D.二次绕组与电流表串联 课堂练习 答案：C 解析：实验室的调压变压器通过移动活动触点改变二次绕组匝数，实现电压连续调节，属于自耦变压器，故该选项正确。 5.实验室中用于连续调节电源电压的设备，本质上是（ ） A.多绕组变压器 B.电压互感器 C.自耦变压器 D.电流互感器 课堂练习 答案：C 解析：多绕组变压器一次功率等于各二次绕组功率之和，这是基于功率守恒原理，故该选项正确。 6.多绕组变压器一次功率的计算依据是（ ） A.电压关系 B.电流关系 C.功率守恒 D.匝数比 课堂练习 答案：B 解析：电压互感器二次绕组阻抗小，若短路会产生大电流，烧坏绕组，故二次绕组不可短路，该选项正确。 7.使用电压互感器时，二次绕组（ ） A.可短路 B.不可短路 C.必须开路 D.匝数比一次绕组多 课堂练习 答案：B 解析：自耦变压器共用绕组的电流为二次电流与一次电流的差值，因两者相位差接近180°，故该选项正确。 8.自耦变压器中，共用绕组的电流等于（ ） A.一次电流与二次电流之和 B.一次电流与二次电流之差 C.一次电流 D.二次电流 课堂练习 答案：D 解析：互感器的作用是间接测量高压、大电流，而非直接测量，它通过变换使测量安全且仪表小巧，故该选项正确。 9.下列不属于互感器作用的是（ ） A.将高电压变换为低电压 B.将大电流变换为小电流 C.提高测量精度 D.直接测量高压线路电压 课堂练习 答案：C 解析：钳形电流表利用电流互感器原理，将待测导线作为一次绕组，通过二次绕组与电流表测量电流，故核心部件是电流互感器，该选项正确。 10.钳形电流表的核心部件是（ ） A.自耦变压器 B.多绕组变压器 C.电流互感器 D.电压互感器 课堂练习 答案：共用；U₁/U₂=N₁/N₂ 解析：自耦变压器的结构特点是一次、二次绕组存在共用部分，电压关系与普通变压器一致，即电压比等于匝数比。 1.自耦变压器的一次、二次绕组有一部分是________的，其电压关系为________。 课堂练习 答案：同名端 解析：多绕组变压器并联时，同名端相接可确保各绕组电压方向相同，避免产生反向电压抵消，保证正常工作。 2.多绕组变压器绕组并联时，应将绕组的________相接，以保证电压方向一致。 课堂练习 答案：电压互感器；电流互感器 解析：互感器根据功能不同分为电压互感器（变换高电压）和电流互感器（变换大电流），二者均为测量高压、大电流的安全设备。 3.互感器按用途可分为________和________两种，均用于高电压、大电流的测量。 课堂练习 答案：电压表；高压线路 解析：电压互感器工作时，高压绕组接待测高压线路，低压绕组接电压表，通过匝数比实现高压测量。 4.电压互感器的低压绕组与________相连，高压绕组跨接在待测________上。 课堂练习 答案：体积小；效率高 解析：因自耦变压器有共用绕组，减少了导线用量，故体积更小，铜损耗更低，效率高于同容量普通变压器。 5.自耦变压器与同容量普通变压器相比，具有用铜量少、________、________的优势。 课堂练习 答案：少（或一匝、几匝）；串 解析：电流互感器一次绕组用粗导线绕制，匝数少，需与待测负载串联，才能感应出与负载电流相关的二次电流。 6.电流互感器的一次绕组通常匝数________，与待测负载________联。 课堂练习 答案：开路 解析：电流互感器二次侧开路时，一次电流全部用于励磁，会产生极高的感应电动势，危及设备和人身安全，故严禁开路。 7.使用电流互感器时，二次侧绝对不能________，否则会产生高感应电动势。 课堂练习 答案：功率；功率守恒 解析：多绕组变压器的能量转换遵循功率守恒，输入的一次功率等于各二次绕组输出功率的总和。 8.多绕组变压器的一次功率等于各二次绕组的________之和，这是基于________原理。 课堂练习 课堂小结 感谢观看 $