第3章---磁路和变压器--《电工电子技术基捶电子教案

，电气和电子技术基础，第三章磁路和变压器，3.1磁路3.2变压器，简单磁路概念和分析方法变压器工作原理，学习点，3.1磁路，芯在实际电路中有很多电感元素的线圈中。线圈通电后，核心组成磁路，磁路影响电路。因此，电气技术不仅有电路问题，还有磁路问题。3.1.1磁路的基本物理量，1。磁感应强度b，磁感应强度b是表示磁场内特定点的磁场强度和方向的物理量。b的大小等于垂直于磁场方向单位面积的磁力线的数量，b的方向使用右手螺旋法则确定。单位为特斯拉(t)。2 .磁通，在均匀磁场中磁通是磁感应强度b和垂直于磁场方向的区域s的乘积，单位为韦伯(Wb)。3 .渗透率，渗透率表示物质的诱导磁特性，单位为慕尼黑/米(H/m)。真空的磁导率，非铁磁材料的磁导率与真空非常接近，铁磁材料的磁导率比真空的磁导率大得多。相对渗透率r:材料渗透率与真空渗透率的比率。非铁磁材料r几乎等于1，铁磁材料r大于1。4。磁场强度h，磁场强度仅与产生磁场的电流和这些电流分布有关，与磁介质的磁导率(a/m)无关。为简化计算而引入的辅助物理量。3.1.2磁场的基本定律，1 .安培环路定律，在计算电流的对数和时，使用跟随绕组方向和右螺旋定律的电流的正号或负号。封闭回路中每个点的磁场强度相同，并且其方向与封闭回路的切线方向一致：2。磁路欧姆定律(称为磁阻)表示磁路对磁通干涉的影响。铁磁材料的磁阻Rm不是常数，因此随激发电流I的变化而变化，一般不能直接用磁路的欧姆定律计算，但可以用于许多磁路问题的定性分析。3 .电磁感应定律，3.1.3铁磁材料的磁性特性，高导电磁：电导率可达到102104，由铁磁材料组成的磁路磁阻非常小，通过线内的小电流可获得更大的磁通量。磁饱和度：b随着h的提高没有无限增加，当h增加到一定值时，b不能继续提高。磁滞：在核心线圈中通过交变电流时，h的大小和方向都发生了变化，核心在交变磁场中反复磁化，在重复磁化过程中，b的变化总是落后于h的变化。铁磁材料类型：软磁材料：高磁导率，明显磁滞特性，矫顽力和残余磁滞回线小，磁滞回线窄，磁滞损耗小。硬磁性材料：残余磁性和矫顽力大，磁滞明显，磁滞回线宽。瞬时磁性材料：仅在小外部磁场的作用下，就能磁化到饱和，即使外部磁场被消除，磁力也保持不变，磁滞回线几乎是矩形的。磁化曲线，磁滞回线，将线圈的电阻设置为r，主电动势为e，KVL，例如，3.1.4交流电核心线圈电路，e的有效值为：1 .电压、电流和磁通关系，相量形式：漏磁电感为L，3。等效电路，其中X0是反映线圈储能发射的等效电感。3.2变压器，3.2.1变压器工作原理，原始绕组灯号N1，电压u1，电流i1，主电动势e1；漏磁电动势e1；二次绕组灯为N2，电压U2，电流I2，主电动势E2，漏磁电动势er；1 .电压转换，原始绕组的电压方程：二次绕组的电压方程：电阻R1和漏电电阻X1的电压忽略：k称为变压器的比率。三相变压器的两种连接和电压转换关系，2。电流转换，U1 E1=4.44 n1f m表示，U1和f保持不变时，E1和m也基本不变。因此，在负载情况下产生主磁通量的原始绕组、辅助绕组的合成磁电势(i1N1 i2N2)和在空载情况下产生主磁通量的原始绕组的磁电势i0N1基本相同。也就是说，空载电流i0非常小，可以忽略。3 .阻抗转换，连接到变压器辅助绕组的负荷阻抗Z的模式为|Z|，即Z反映在原始绕组中的阻抗模式为|Z|，使用3.2.2变压器，1。外部特性，电压变化率反映电压U2的变化程度。一般来说，U2的波动越小越好，一般变压器的电压变化率约为5%。2 .损耗和效率、铁损耗PFe包括滞后损耗和涡流损耗。损失：铜损失：效率：3。额定，(1)额定电压UN:表示变压器辅助绕组空载时每个绕组的电压。三相变压器表示线路电压。(2)额定电流IN:允许绕组长时间连续运行的线路电流。(3)额定容量SN:变压器在额定运行条件下的表面功率。三相变压器：单相变压器：4。变压器线圈极性的确定，(1)同极端的标记，(2)同极端的确定，毫阿姆表的指针正1和3是同极端；偏移1和4是同极端。u13=u12-u34小时1和3是极性结束。u13=u12 u34:1和4是极性结束。3.2.3特殊变压器，1 .自动变压器，特点：二次绕组是原绕组的一部分，一次和二次压力绕组不仅有磁连接，还有电连接。2 .仪表变压器，(1)电流互感器：原绕组线直径，灯数极小，与正在测试的电路负荷并列；二次绕组直径细，灯数多，与电流表及电力表、电力表、继电器的电流线圈串联。用于将大电流转换为小电流。使用时，二次