第十讲 变压器（课件）《电工技术基础》河北省（对口升学）专项复习

《电工技术基础》 变压器 单元十 职教高考·电工技术基础 考纲要求 了 解 理解（熟悉） 掌 握 熟练掌握 变压器的构造、种类及用途；几种常用变压器的结构特点、作用及使用常识。 变压器的损耗和效率。 自耦变压器、电流互感器和电压互感器的作用及使用方法。 理想变压器变换电压、变换电流和变换阻抗的规律及其计算。 复习建议：在本节的复习过程中，应熟练掌握理想变压器的作用及其计算。 职教高考·电工技术基础 职教高考·电工技术基础 知识学习 一 单元十 结构 原理 类型 变压器的基础知识 变压器的损耗与效率 变换电压 效率计算 理想变压器 常用变压器 电压互感器 自耦变压器 电流互感器 变换阻抗 损耗类型 变换电流 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 考点一：变压器的基础知识 变压器的基本构造 变压器的基本构造 1 变压器的基本构造 铁心 绕组 铁心 铁心 绕组 绕组 心式 壳式 一次绕组 二次绕组 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 铁心： 铁心 2 铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成， 以便减少涡流和磁滞损耗。 铁心 铁心 绕组 绕组 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 绕组： 绕组 3 绕组是变压器的电路部分。与电源相连的绕组叫一次绕组，也叫原绕组、原边或初级线圈，与负载连接的绕组叫二次绕组，也叫副绕组、副边或次级线圈。 铁心 铁心 绕组 绕组 职教高考·电工技术基础 知识学习 一 变压器的分类 变压器的分类 按用途分 按结构分 输配电用的电力变压器 电解用的整流变压器 实验用的调压变压器 用于测量电压的电压互感器、测量电流的钳形电流表 双绕组变压器 三绕组变压器 多绕组变压器 三相变压器 多相变压器 按相数分 电子技术中的输入、输出变压器 单相变压器 职教高考·电工技术基础 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 额定值 1 额定容量： 变压器二次绕组输出的最大视在功率。 原边额定电压： 二次绕组额定电压： 接到变压器一次绕组上的最大正常工作电压。 当变压器的一次绕组接上额定电压时，二次绕组接上额定负载时的输出电压。 换算关系为： 1 mH = 103 H 1 H = 106 H 1 nH = 109 H 变压器的额定值及使用注意事项 职教高考·电工技术基础 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 使用注意事项 2 ①分清一次绕组、二次绕组，按额定电压正确安装，防止损坏绝缘或过载。 ②防止变压器绕组短路，烧毁变压器。 ③工作温度不能过高，电力变压器要有良好的绝缘。 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 变压器的工作原理 职教高考·电工技术基础 变压器是按电磁感应原理工作的，一次绕组接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在一次、二次绕组产生感应电动势。 变压器的工作原理： 变压器空载运行原理图 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 总结 交流 电源 （1）原线圈 交变磁通 副线圈 感应电动势 （2）从能量转换角度： 电能 磁场能 电能 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 考点二：理想变压器 变化交流电压 1 变化交流电压： 结论： 变压器一次绕组、二次绕组的端电压 之比等于匝数比。 讨论： （1）如果 N1 < N2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。 （2）如果 N1 > N2，K > 1，电压下降，称为降压变压器。 变压器的作用 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变换交流电流 2 变换交流电流： 结论：变压器工作时一次、二次绕组的电流跟绕组的匝数成反比。 注意： 变压器的高压绕组匝数多，通过的电流小，用较细的导线绕制； 变压器的低压绕组匝数少，通过的电流大，用较粗的导线绕制。 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变换交流阻抗 3 变换交流阻抗： 二次侧级接上负载|Z2|时，相当于电源接上阻抗为 K2|Z2|的负载。 结论： 注意：变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源 内阻相等，使负载上获得最大功率。 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变压器的外特性 变压器的外特性 1 变压器的外特性： 变压器外特性就是当变压器的一次电压 U1 和负载的功率因数都一定时，二次电压 U2 随二次电流 I2 变化的关系。 变压器外特性曲线 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 电压变化率 2 电压变化率: 电压变化率是指变压器空载时二次端电压 U2N 和有载时二次端电压 U2 之差与 U2N 的百分比。 注意：电压变化率越小，为负载供电的电压越稳定。 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变压器的功率 考点三：变压器的损耗与效率 变压器的功率 1 变压器的一次侧输入功率： P1 = U1I1 cos1 变压器的二次侧输出功率： P2 = U2I2 cos2 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 理想变压器的功率 2 理想变压器的功率： 是指变压器内部不消耗功率，输入变压器的功率全部消耗在负载上。 P1 = P2 注意：（1）理想变压器输出电压的大小决定于输入电压的大小； （2）理想变压器输入电流的大小则决定于输出电流的大小； （3）理想变压器输入功率的大小则决定于输出功率的大小。 规定电压的方向由高电位指向低电位。A 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变压器的功率损耗 变压器的功率损耗 1 变压器的功率损耗： 等于输入功率 P1 = U1I1 cos1 和 P2 = U2I2 cos2 输出功率之差。 PL = P1 – P2 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变压器的功率损耗包括铁损和铜损。 铁损： 铜损： 变压器的功率损耗 铜损耗（R1I12+ R1I12 ）与一次、二次电流有关。 铁损耗决定于电压，并与频率有关。 基本关系： 电流越大，铜损耗越大；频率越高，铁损耗越大。 变压器的功率损耗类型 2 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变压器的效率 3 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。 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 变压器的运行情况 4 变压器的运行情况 满足变压器额定条件下的有载运行称为额定（满载）运行。 空载运行 有载运行： 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 常用变压器 职教高考·电工技术基础 考点四：常用变压器 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。 自耦变压器： 自耦变压器 1 耦变压器符号及原理图 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 一 多绕组变压器 2 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。 多绕组变压器 职教高考·电工技术基础 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 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。 在电路图中，用国家统一规定的图形符号来表示电路组成的元器件和连接情况。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 互感器 2 互感器分类 电流互感器 电压互感器 互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的变压器。 互感器： 电压互感器 电流互感器 、、 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 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。 （1）电压互感器： 　 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 = K U2 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。 知识学习 一 职教高考·电工技术基础 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合回路。 （2）电流互感器： 　通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积，即 ： I1 ≈ I2 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。 巩固练习 二 变压器的构造主要由( )构成。 A.铁心和绕组 B. 定子和转子 C.电感和电阻 D.铁心和变压器油 【解题分析】本题主要考查变压器的构造。 变压器主要由铁心和绕组两个基本部分组成。 A 职教高考·电工技术基础 巩固练习 二 职教高考·电工技术基础 2.铁心是变压器的磁路部分，为了( )，铁心采用表面涂有绝缘漆或氧化膜的硅钢片 叠装而成。 A.增加磁阻减少磁通 B.减少磁阻增加磁通 C.减少涡流和磁滞损耗 D.减少体积减轻质量 C 【解题分析】本题主要考查变压器铁心采用硅钢片的目的。 为了减小涡流和磁滞损耗，铁心采用磁导率较高而又相互绝缘的硅钢 片叠装而成。 巩固练习 二 职教高考·电工技术基础 3.理想变压器既不消耗能量，也不储存能量，只是传输能量。（ ） 【解题分析】本题主要考查理想变压器不存在能量的消耗。 理想变压器是将电能转化为磁场能，再将磁场能转化为 电能的电磁装置，整个过程能量转化是守恒的。 × 巩固练习 二 4.变压器中起传递电能作用的是（ ）。 A.主磁通 B.漏磁通 C.电流 D.电压 【解题分析】本题主要考查变压器的工作原理。 变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。 职教高考·电工技术基础 A 巩固练习 二 职教高考·电工技术基础 5.变压器既能改变交流电压，也能改变直流电压。（ ） 【解题分析】本题主要考查变压器的作用。 变压器的作用改变交流电压、交流电流和交流阻抗。 × 巩固练习 二 6.单相变压器的变比为n=10,一次侧接220V的交流电源时，二次绕组 两端的电压为( )。 A. 440 V B. 220 V C. 22 V D. 2 200 V 【解题分析】本题主要考查变压器能够改变交流电压。 由公式n== ， = = V=22V C 职教高考·电工技术基础 巩固练习 二 7.某机床照明采用36V工作电压，变压器一次电压为220V交流电， 二次侧功率为40W，则一次、二次电流之比为( )。 A.1:1 B. 55:9 C. 9:55 D. 无法确定 ， 【解题分析】本题主要考查变压器的作用。 = = = C 职教高考·电工技术基础 巩固练习 二 职教高考·电工技术基础 8. 一个变压比n=10的变压器，若在二次侧接入一个阻抗为8Ω的扬声 器，则由一次侧看等效阻抗是( )。 A.80Ω B. 8Ω C. 0.8Ω D. 800Ω ， 【解题分析】本题主要考查变压器变换交流阻抗的作用。 L= n2 =102×8 Ω=800 Ω C 巩固练习 二 职教高考·电工技术基础 9.变压器一次、二次绕组中不能改变的物理量是( )。 A.电压 B.电流 C.阻抗 D.频率 【解题分析】本题主要考查变压器的作用。 D 巩固练习 二 10.在使用电流互感器时，互感器的二次绕组绝对不能 ;同时应 注意互感器的铁心和二次绕组一端均应可靠 。 【参考答案】开路；接地 【解题分析】本题主要考查使用电流互感器需注意事项。 电流互感器的二次绕组严禁开路。电流互感器二次绕组、 铁心及外壳必须可靠接地，以保证人身及设备安全。 职教高考·电工技术基础 巩固练习 二 职教高考·电工技术基础 11.关于电压互感器，下列说法正确的是（ ）。 A.串接在主电路中 B.一次绕组匝数少，二次绕组匝数多 C.二次侧绝不允许开路 D.二次侧绝不允许短路 【解题分析】本题主要考查使用电压互感器需注意事项。 电压互感器正常工作时，二次绕组不允许短路。 D 巩固练习 二 职教高考·电工技术基础 12.用理想变压器给负载电阻R供电，变压器输入电压不变时，要想使变压器的输 入功率增加，则应该( )。 A.增加变压器一次绕组的匝数，而二次绕组的匝数和负载电阻R保持不变 B.增加变压器二次绕组的匝数，而一次绕组的匝数和负载电阻R保持不变 C.减小变压器二次绕组的匝数，而一次绕组的匝数和负载电阻R保持不变 D.增加负载电阻R的阻值，而一次、二次绕组的匝数保持不变 【解题分析】本题主要考查理想变压器的功率特性。 变压器一次绕组的输入功率由二次绕组的输出功率决定， 要想使变压器的输入功率增加，则二次绕组的输出功率 增加，由功率P2=知当R不变时，U2须增加，即增加变 压器二次绕组的匝数。 B 感谢观看 职教高考·电工技术基础 $