112电工基案变压器的工作原理

1、第二节第二节 变压器的工作原理变压器的工作原理 一、变压器的工作原理一、变压器的工作原理二、变压器的外特性和电压变化率二、变压器的外特性和电压变化率一、变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图11-3所示。图11-3 变压器空载运行原理图 tnetne2211，2121nneeknnuu2121由此得 忽略线圈内阻得 原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，磁通为 ，感应电动势为1变换交流电压变换交流电压 上式中k

2、称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压 之比等于匝数比。 如果n1 n2，k n2，k 1，电压下降，称为降压变压器。 式中 cos1原线圈电路的功率因数； cos2副线圈电路的功率因数。 1，2相差很小，可认为相等，因此得到 2211iuiuknnii11221 可见，变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。高压线圈通过的电流小，用较细的导线绕制；低压线圈通过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压器高、低压饶组的方法。 根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即p1 = p2，由交流电功率的公式可得 u1i1 cos1= u2i2 cos2 2变换交流

3、电流变换交流电流 211iuz 将21212211,inniunnu代入， 得222211iunnz因为222ziu所以2222211zkznnz设变压器初级输入阻抗为|z1|，次级负载阻抗为|z2|，则 可见，次级接上负载|z2|时，相当于电源接上阻抗为k2|z2|的负载。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。3变换交流阻抗变换交流阻抗255110222zui21102202121uunnk初级电流12221kii输入阻抗2201220111iuz 【例【例11-1】有一电压比为220/110 v的降压变压 器，如果次级接上55 的电

4、阻，求变压器初级的输入阻抗。解1：次级电流解2：变压比21102202121uunnk输入阻抗2205542222211zkznnz 【例【例11-2】有一信号源的电动势为1v，内阻为600 ，负载电阻为150 。欲使负载获得最大功率，必须在信号源和负载之间接一匹配变压器，使变压器的输入电阻等于信号 源的内阻，如图11-4所示。问：变压器变压比，初、次级电流各为多少?图11-4 例11-2图 解：负载电阻 r2 = 150 ，变压器的输入电阻r1 = r0 = 600 ，则变比应为 21506002121rrnnkmrrei83. 01083. 060060013101minni66.183.

5、021212 初、次级电流分别为 二、 变压器的外特性和电压变化率 1变压器的外特性变压器的外特性 变压器外特性就是当变压器的初级电压u1和负载的功率因数都一定时，次级电压u2随次级电流i2变化的关系，如图11-5所示。图11-5 变压器外特性曲线 由变压器外特性曲线图可见： (3) 当负载为电容性负载时，随着功率因数cos 的降低，曲线上升。所以，在供电系统中，常常在电感性负载两端并联一定容量的电容器，以提高负载的功率因数cos。 (1) i2 = 0时，u2 = u2n 。 (2) 当负载为电阻性和电感性时，随着i2的增大，u2逐渐下降。在相同的负载电流情况下，u2的下降程度与功率因数cos 有关。 2电压的变化率电压的变化率