铁心线圈与变压器学习教案

1、会计学1铁心铁心(ti xn)线圈与变压器线圈与变压器第一页，共69页。1.磁路：主磁通所经过的闭合磁路：主磁通所经过的闭合(b h)路径。路径。 线圈线圈(xinqun)(xinqun)通入电流后通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏，产生磁通，分主磁通和漏磁通。磁通。 ：主磁通主磁通 ：漏磁通漏磁通铁心铁心（导磁性（导磁性(cxng)(cxng)能好能好 的铁磁性的铁磁性(cxng)(cxng)材料）材料）线圈线圈3.1.1 3.1.1 磁路的基本概念磁路的基本概念1u2ui3.1 3.1 磁路磁路第1页/共69页第二页，共69页。2. 磁路磁路(c l)的基本物理量及相互间的的基本物理量及相

2、互间的关系关系SB =复习复习(fx)磁感应强度（磁通密度磁感应强度（磁通密度）：）： B：单位：特斯拉单位：特斯拉（T）磁通磁通： ：单位：韦伯单位：韦伯（Wb）磁场强度磁场强度：H：单位：安单位：安/ /米米（A/m）磁导率磁导率： ：单位：亨单位：亨/ /米米（H/m）lHN IN I=表征各种材料表征各种材料(cilio)导磁能力的物理量导磁能力的物理量 BH=第2页/共69页第三页，共69页。 真空中的磁导率真空中的磁导率( )( )为常数为常数0称为这种材料称为这种材料(cilio)的相对磁导率的相对磁导率 一般材料的磁导率一般材料的磁导率 和真空中的磁导率和真空中的磁导率 r之比

3、之比，0=r1r，则称为磁性材料则称为磁性材料1r，则称为非磁性材料则称为非磁性材料-70104=p非磁性材料：磁导率低，如真空非磁性材料：磁导率低，如真空(zhnkng)、空气；、空气；磁性材料磁性材料(c xn ci lio)：磁导率高，如铁磁物质。：磁导率高，如铁磁物质。第3页/共69页第四页，共69页。分子中的电子分子中的电子(dinz)环绕原子核环绕原子核运动和本身的自转运动形成分子运动和本身的自转运动形成分子电流，分子电流产生磁场。每个电流，分子电流产生磁场。每个分子基本上相当于一个小磁铁。分子基本上相当于一个小磁铁。磁性磁性(cxng)物质内，分成许多小区域，分子间的特物质内，分

4、成许多小区域，分子间的特殊作用力使每个区域内的分子磁铁排列整齐，显示殊作用力使每个区域内的分子磁铁排列整齐，显示磁性磁性(cxng)，称为：磁畴。，称为：磁畴。磁畴磁畴在没有外电场作用时，各磁畴排列混乱在没有外电场作用时，各磁畴排列混乱(hnlun)，磁场互相抵消，对外不显磁性。磁场互相抵消，对外不显磁性。3.1.2 3.1.2 铁磁性材料的磁性能铁磁性材料的磁性能第4页/共69页第五页，共69页。B0在铁心上绕上线圈，通入在铁心上绕上线圈，通入电流电流(dinli)，产生磁场：，产生磁场： B0 B0：以空气为介质产生的：以空气为介质产生的磁感应强度。磁感应强度。B0Bj在外磁场的作用下，磁

5、畴在外磁场的作用下，磁畴就顺向外磁场的方向就顺向外磁场的方向(fngxing)，显示出磁性，显示出磁性，产生很强的磁化磁场。，产生很强的磁化磁场。B0外电流越大，磁化磁场越外电流越大，磁化磁场越大，当外电流增大到一定大，当外电流增大到一定值时，磁畴全部转向值时，磁畴全部转向(zhunxing)外磁场的方向外磁场的方向， Bj最大。最大。Bj第5页/共69页第六页，共69页。结论结论(jiln)：（1）用铁磁材料作磁路时，通入不大的励磁电流，可产）用铁磁材料作磁路时，通入不大的励磁电流，可产生生(chnshng)足够大的磁通和磁感应强度。足够大的磁通和磁感应强度。（2）用铁磁材料）用铁磁材料(c

6、ilio)作磁路时，可以做成大电感。作磁路时，可以做成大电感。非磁性材料没有磁畴的结构，不具有磁化的特性。非磁性材料没有磁畴的结构，不具有磁化的特性。第6页/共69页第七页，共69页。 H（4）铁磁材料的）铁磁材料的不是常数不是常数(chngsh)，随电流变化。随电流变化。（5）铁心）铁心(ti xn)线圈的电感是随电流变化的。线圈的电感是随电流变化的。铁心线圈铁心线圈(xinqun)是非线性是非线性电感。电感。（3）磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的）磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限增强，当外磁场增大到一定值时，全部磁畴的磁增强而无限增强，当外磁场增大

7、到一定值时，全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场的方向一致。这时：磁化磁场的磁感场方向都转向与外磁场的方向一致。这时：磁化磁场的磁感应强度应强度Bj 即达到饱和值。即达到饱和值。空心线圈是线性电感。空心线圈是线性电感。第7页/共69页第八页，共69页。INH（I）B （ ）abcB铁磁材料铁磁材料(cilio) B-H，-H 曲线曲线导磁性导磁性(cxng)工程工程(gngchng)上利用它来使上利用它来使磁通尽量地约束在有限的范围磁通尽量地约束在有限的范围内，提高电磁设备的利用率，内，提高电磁设备的利用率，一般使用一般使用B-H 曲线的曲线的ab 段。段。磁滞磁滞B的变化滞后于的变化滞后于H 的

8、变化的变化 如曲线的如曲线的oa 段段o磁饱和磁饱和当当H 达到一定程度，达到一定程度，B 不再随不再随H 而增加，此为磁饱和。若对铁心线圈而言，磁饱和意为当电流而增加，此为磁饱和。若对铁心线圈而言，磁饱和意为当电流I 增加到一定程度，增加到一定程度，不再随之增加。如曲线的不再随之增加。如曲线的cs 段。段。s第8页/共69页第九页，共69页。矫顽力矫顽力矫顽磁力矫顽磁力剩磁剩磁剩磁剩磁磁滞磁滞(c zh)性性铁磁性材料铁磁性材料(cilio)的的磁性能磁性能非线形非线形(xin xn)(xin xn)；强磁化性；磁饱和性；磁滞性。；强磁化性；磁饱和性；磁滞性。B （ ）H （I）励磁电流励磁

9、电流励磁电流励磁电流ti001122334455661第9页/共69页第十页，共69页。 根据磁性能，磁性材料又可分为三种：根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料矩磁材料（滞回（滞回 线接近矩形。可用做记忆元件）。线接近矩形。可用做记忆元件）。B （ ）H （I）B （ ）H （I）B （ ）H （I）第10页/共69页第十一页，共69页。磁动势磁动势一、磁路一、磁路(c l)的基本定律的基本定律安培安培(npi)环路定

10、律环路定律磁路磁路(c l)欧欧姆定律姆定律与电路类似，磁路也有各种定律与电路类似，磁路也有各种定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律沿任一闭合路径，沿任一闭合路径，H 的线积分等于包围在这闭合路径内各电流的代数和的线积分等于包围在这闭合路径内各电流的代数和若磁场均匀则有若磁场均匀则有磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律

11、磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律无分支磁路无分支磁路平均长平均长 l线圈线圈N 匝匝IN磁通磁通导磁系导磁系 数数截面积截面积S根据根据得得磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁阻磁阻Rm基尔霍夫定基尔霍夫定律律3.1.3 3.1.3 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律第11页/共69页第十二页，共69页。磁路和电路磁路和电路(dinl)的比较的比较磁通磁通磁压降磁压降HL磁动势磁动势INF =电动势电动势电流电流(dinli)电压电压(diny)降降UEI电路电路R+_EIU磁路磁路IN 磁阻磁阻lRmS=电阻电阻lRS=mRF=欧姆定律欧姆定律REI=欧姆

12、定律欧姆定律第12页/共69页第十三页，共69页。几点说明几点说明(shumng)：1.磁阻磁阻Rm 的大小的大小(dxio)取决于磁路的尺寸和材料的取决于磁路的尺寸和材料的磁导率。磁导率。2. 很大，但不是常数，因此很大，但不是常数，因此 也不是常数。所以磁也不是常数。所以磁 路欧姆定律不能用来进行定量计算，只用做定性分析。路欧姆定律不能用来进行定量计算，只用做定性分析。 通常磁路计算应用磁路基尔霍夫定律。通常磁路计算应用磁路基尔霍夫定律。mR3.磁路磁路(c l)和电路有相似之处，但却有本质和电路有相似之处，但却有本质的区别。的区别。4. #第13页/共69页第十四页，共69页。INF =

13、SlRmm= 一定一定(ydng)： 大大Rm小小F小小I小小 小小Rm大大F大大I大大I一定一定(ydng)： 大大Rm小小 大大 小小Rm大大 小小第14页/共69页第十五页，共69页。对带有空气对带有空气(kngq)隙的隙的磁路磁路l1 、 1l2 、 20.5l0Rm0中，虽然中，虽然l0很小，但很小，但0很小，因此很小，因此(ync)Rm0很大，使整个磁路的磁阻大大增加。很大，使整个磁路的磁阻大大增加。I不变：不变：Rm大大 小小 不变：不变：Rm大大 I大大电工设备的磁路中要尽电工设备的磁路中要尽量量(jnling)(jnling)减小空气隙减小空气隙. .第15页/共69页第十六

14、页，共69页。励磁电流：在磁路励磁电流：在磁路(c l)(c l)中用来产生磁通的电流。（线圈中的电流）中用来产生磁通的电流。（线圈中的电流）3.2 交流交流(jioli)铁铁心线圈心线圈分类分类(fn li)：直流铁心线圈直流铁心线圈交流铁心线圈交流铁心线圈励磁电流为直流电励磁电流为直流电励磁电流为交流电励磁电流为交流电将线圈绕制在铁心上就构成了铁心线圈。将线圈绕制在铁心上就构成了铁心线圈。交流励磁：交流励磁： 线圈中上加正弦交流电压，励磁电流为交流电线圈中上加正弦交流电压，励磁电流为交流电流流 产生交变磁通产生交变磁通 在线圈中产生感应电动势在线圈中产生感应电动势第16页/共69页第十七页

15、，共69页。：主磁通主磁通：漏磁通漏磁通u e ei3.2.1 3.2.1 电压电压(diny)(diny)、电流和磁通的关系、电流和磁通的关系u i （i N）e= -Ndd te = -Nd d t电流电流(dinli)与磁通方向符合右与磁通方向符合右螺旋法则螺旋法则第17页/共69页第十八页，共69页。电路电路(dinl)方程：方程：eeuuR- -+ +- -+ += =)()( ：漏磁通，很小：漏磁通，很小；R：线圈：线圈(xinqun)电阻，电阻， 很小，很小，1. 1.基本基本(jbn)(jbn)电电磁关系磁关系u e ei假设假设tmsin=则则tfNm p pcos2= =最

16、大值最大值有效值有效值mmfNUU44. 42 = =tNum cos mmfNUp p2 第18页/共69页第十九页，共69页。3.2.2 3.2.2 铁心线圈的能量铁心线圈的能量(nngling)(nngling)损耗损耗 P=Pcu+ Pfe 铜损铜损：Pcu =I2Rcu铁损铁损：Pcu = Ph+ Pe Ph：磁滞：磁滞(c zh)损耗损耗： 铁心铁心(ti xn)(ti xn)材料的磁滞回线材料的磁滞回线面积面积采用软磁性材料做铁心可以减少磁滞损耗。采用软磁性材料做铁心可以减少磁滞损耗。Pe：涡流损耗：涡流损耗：与铁心的截面积、电源频率与铁心的截面积、电源频率、磁感应强度有关。、磁

17、感应强度有关。采用顺磁场方向的硅钢片叠成的铁心可以减少采用顺磁场方向的硅钢片叠成的铁心可以减少涡流损耗。涡流损耗。第19页/共69页第二十页，共69页。mNfU 44. 4 当外加电压当外加电压U、频率、频率 f 与线圈匝数与线圈匝数N一定时，一定时， 便一定。便一定。与磁路的导磁材料和尺寸无关。与磁路的导磁材料和尺寸无关。m m 3. 3.交流交流(jioli)(jioli)铁心线圈的等效电路铁心线圈的等效电路mR 一定，磁动势一定，磁动势IN 随磁阻随磁阻 的变化而变化的变化而变化；mmRIN = =uiX0RFeRcuX 线线圈圈铁铁心心交流铁心交流铁心(ti xn)线圈的串联等效线圈的

18、串联等效电路：电路：第20页/共69页第二十一页，共69页。uiX0RFeRcuX 线线圈圈铁铁心心RCu: 线圈线圈(xinqun)电阻。电阻。X: 漏磁通引起漏磁通引起(ynq)的感的感抗。抗。RFe: 铁心铁心(ti xn)电阻。电阻。X0: 铁心存储能量引起的感抗。铁心存储能量引起的感抗。第21页/共69页第二十二页，共69页。在吸合过程在吸合过程(guchng)(guchng)中若外加电压中若外加电压U U不变不变, ,则则 不变。不变。iumRIN= =电磁铁吸合后电磁铁吸合后( (气隙小）气隙小） 小小 电流小。电流小。mR如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间如果气隙中有异物卡住，

19、电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致导致(dozh)(dozh)过热，把线圈烧坏。过热，把线圈烧坏。 交流电磁铁磁路如图示。分析在交流电磁铁磁路如图示。分析在衔铁吸合前后的电流、磁通的变衔铁吸合前后的电流、磁通的变化化(binhu)情况。情况。电磁铁吸合前电磁铁吸合前( (气隙大）气隙大） 大大 电流大；电流大； mR例例3 3注意！注意！第22页/共69页第二十三页，共69页。(U不变，不变，I不变）不变）( I 随随 Rm 变化变化(binhu)）m（ U不变时，不变时， 基本不变基本不变）直流磁路直流磁路(c l)交流交流(jioli)磁路

20、磁路磁路磁路小结小结（随随Rm变化）变化）第23页/共69页第二十四页，共69页。思考思考(sko)(1)将交流铁心线圈接到与其额定电压值相等的直流将交流铁心线圈接到与其额定电压值相等的直流 电压上，会产生什么现象？电压上，会产生什么现象？(2)将直流铁心线圈接到有效值与其额定电压值相等的交流电压将直流铁心线圈接到有效值与其额定电压值相等的交流电压 上，会产生什么现象？上，会产生什么现象？感抗感抗XL以及与以及与PFe对应对应(duyng)的等效电阻的等效电阻RFe将不存在将不存在线圈线圈(xinqun)电流电流U/RCu将很大，以至烧坏将很大，以至烧坏线圈线圈(xinqun)。将产生感抗将产

21、生感抗XL以及与以及与PFe对应的等效电阻对应的等效电阻RFe磁路的磁通达不到额定状态，且铁心（整块铁）将磁路的磁通达不到额定状态，且铁心（整块铁）将会严重发热。会严重发热。第24页/共69页第二十五页，共69页。3.2.3 3.2.3 交流交流(jioli)(jioli)电磁铁电磁铁结构结构(jigu)：铁心铁心(ti xn)、绕组、衔、绕组、衔铁铁IU工作原理：工作原理：线圈通电线圈通电产生电磁力产生电磁力吸合衔铁吸合衔铁线圈断电线圈断电电磁力消失电磁力消失释放衔铁释放衔铁应用：应用：工业控制工业控制线圈线圈铁心铁心衔铁衔铁气隙气隙电磁吸力：电磁吸力：f =1078p pB02S0 （牛顿

22、牛顿）经验公式经验公式气隙磁感应强度气隙磁感应强度气隙截面面积气隙截面面积第25页/共69页第二十六页，共69页。3.2.3 3.2.3 交流交流(jioli)(jioli)电磁铁电磁铁励磁线圈加交流励磁线圈加交流(jioli)电压电压磁场是交变的（磁场是交变的（ ）。）。电磁电磁(dinc)吸吸力：力：问题：问题：电磁吸力以两倍的电源频率波动，引起震动和噪声。电磁吸力以两倍的电源频率波动，引起震动和噪声。解决：解决：在部分磁路上加分磁环，使两部分磁路中的磁在部分磁路上加分磁环，使两部分磁路中的磁通产生相位差，消除震动和噪声。通产生相位差，消除震动和噪声。第26页/共69页第二十七页，共69页

23、。为什么？为什么？线圈线圈(xinqun)电流：电流：衔铁衔铁(xinti)吸合过程中电流不吸合过程中电流不断减小。断减小。衔铁衔铁(xinti)吸合过程中吸力大小不吸合过程中吸力大小不变。变。电磁吸力：电磁吸力：使用交流电磁铁时不允许通电后长时间不吸合！使用交流电磁铁时不允许通电后长时间不吸合！第27页/共69页第二十八页，共69页。交流交流(jioli)(jioli)电电磁铁：磁铁：励磁线圈加交流励磁线圈加交流(jioli)(jioli)电压电压交流交流(jioli)(jioli)铁心线圈。铁心线圈。直流电磁铁直流电磁铁(cti)(cti)：励磁线圈加直流电压励磁线圈加直流电压交流铁心线圈

24、交流铁心线圈。交、直流电磁铁的区别：交、直流电磁铁的区别：1 1）交流电磁铁的铁心是硅钢片叠成，直流电磁铁的铁心）交流电磁铁的铁心是硅钢片叠成，直流电磁铁的铁心 可以可以是一整块软钢；是一整块软钢；2 2）交流电磁铁吸合前后电流要变，直流电磁铁吸合前后）交流电磁铁吸合前后电流要变，直流电磁铁吸合前后电流不变；电流不变；3 3）交流电磁铁吸合前后吸力不变，直流电磁铁吸合前后吸）交流电磁铁吸合前后吸力不变，直流电磁铁吸合前后吸力要变。力要变。思思考考产生以上三个不同点的原因是什么？产生以上三个不同点的原因是什么？第28页/共69页第二十九页，共69页。压，而手机工作只需要3.6V的电压。把交流电的

25、电压升高或者降低的装置称为变压器，它是根据电磁感应原理制成的。第29页/共69页第三十页，共69页。变压器功能变压器功能(gngnng)：变电压变电压(diny)(diny)：电力系：电力系统统 变阻抗：电子电路中的阻抗匹配变阻抗：电子电路中的阻抗匹配(z (z kn p pi)kn p pi) （如喇叭的输出变压器）（如喇叭的输出变压器） 变电流：变电流：电流互感器电流互感器 3.3 3.3 变压器变压器第30页/共69页第三十一页，共69页。 发电厂发电厂1.05万伏万伏输电线输电线22万伏万伏升压升压变电站变电站 1万伏万伏降压降压 变压器应用变压器应用(yngyng)(yngyng)举

26、例举例降压降压实验室实验室380 / 220伏伏降压降压仪器仪器36伏伏降压降压第31页/共69页第三十二页，共69页。单相单相(dn xin)变压器变压器1u2uLR1i2i铁芯铁芯原边原边绕组绕组(roz)副边副边绕组绕组(roz)3.3.1 3.3.1 变压器的基本结构变压器的基本结构铁心：变压器的磁路。铁心：变压器的磁路。高、低压绕组高、低压绕组. .原边（一次绕组）：原边（一次绕组）：接电源的绕组接电源的绕组副边（二次绕组）：副边（二次绕组）：接负载的绕组接负载的绕组1u1i2u2iLR变压器符号变压器符号：第32页/共69页第三十三页，共69页。3.3.2 3.3.2 变压器的工作

27、变压器的工作(gngzu)(gngzu)原理原理工作工作(gngzu)过程过程u2i1 N1u1i2 N2参考方向参考方向(fngxing)的确的确定定 原边是电源的负载；原边是电源的负载； 副边是负载的电源；副边是负载的电源；1u2uLR1i2iN1N2e1e2 原、副边的原、副边的e与与 符合符合右螺旋法则；右螺旋法则；第33页/共69页第三十四页，共69页。空载运行空载运行 ：原边接入电源：原边接入电源(dinyun)(dinyun)，副，副边开路。边开路。接上接上交流电源交流电源1u原边电流原边电流 i1 i1等于等于(dngy)(dngy)励磁电流励磁电流 i10 i10 产生产生(

28、chnshng)(chnshng)感感应电动势应电动势1u1i2e1e1N2N i10 产生磁通产生磁通 （交变）（交变）e, 方向符合方向符合右螺旋法则右螺旋法则1. 1.电压变换原理电压变换原理注意注意第34页/共69页第三十五页，共69页。结论：改变结论：改变(gibin)匝数比，就能改变匝数比，就能改变(gibin)输输出电压。出电压。K为为变比变比10i1u20u2i1e2e根据交流根据交流(jioli)铁心线铁心线圈的电磁关系分析可得圈的电磁关系分析可得：mNfE1144. 4= = U1mNfE2244. 4= = U2第35页/共69页第三十六页，共69页。有载运行有载运行(y

29、nxng) (ynxng) ：副边接入负：副边接入负载。载。E1 U1E2 U2忽略线圈电阻忽略线圈电阻(dinz)和漏磁通的影响和漏磁通的影响所以所以(suy)，电，电压比为压比为第36页/共69页第三十七页，共69页。2. 2.电流变换电流变换(binhun)(binhun)原理原理Z1u2e1i1e1N2N2iNiNiNi102211 + +因为因为(yn (yn wi)wi)：空载空载(kn (kn zi)zi)时：时：励磁电流是励磁电流是： i10磁动势是磁动势是： i10N1有载时：有载时：励磁电流是励磁电流是： i1 与与 i i2 磁磁动势是动势是： i1N1 +i2N2所以：

30、所以：当电源电压的大小和当电源电压的大小和频率一定时，铁心中频率一定时，铁心中的磁通大小一定。的磁通大小一定。产生同样磁通产生同样磁通的磁动势相等的磁动势相等磁势平衡方程式：磁势平衡方程式：44. 411mNfU 第37页/共69页第三十八页，共69页。由于变压器铁芯材料的导磁率高，空载励磁由于变压器铁芯材料的导磁率高，空载励磁(l c)(l c)电流很小，可忽略电流很小，可忽略 。10i 01u2e1i1e1N2NZ2i0 + +11NI22NI11NI22NI - -NiNiNi102211 + +即即：第38页/共69页第三十九页，共69页。1 1）原、副边电流）原、副边电流(dinli

31、)(dinli)的大小与匝数成反比；的大小与匝数成反比；结论结论(jiln)2 2）副边电流）副边电流(dinli)(dinli)对原边电流对原边电流(dinli)(dinli)起起去磁作用；去磁作用；3 3）副边电流取决于负载，原边电流取决于副边电流。）副边电流取决于负载，原边电流取决于副边电流。1u2e1i1e1N2NZ2iRL i2 i1 1221NNII- -= = 负载电阻增大时，原边电流如何变化？负载电阻增大时，原边电流如何变化？第39页/共69页第四十页，共69页。1i1u2u2iLZ1N2N3. 3. 阻抗阻抗(zkng)(zkng)变换原理变换原理22IUZL= =u1i1L

32、Z LZ LZK2= =22222211KZKIUKIKUIUZLL= = = = = 第40页/共69页第四十一页，共69页。信号源电动势信号源电动势E= 80V E= 80V ， 内阻内阻(ni z)R0=400 (ni z)R0=400 ，负载电阻负载电阻RL=4RL=4。1）负载直接）负载直接(zhji)接在信号源上时，信号源的输出功率接在信号源上时，信号源的输出功率。1 1）将负载）将负载(fzi)(fzi)直接接到信号源上，得到的输出功率为直接接到信号源上，得到的输出功率为： 例例2 2求：求：2）阻抗匹配时变压器的变比及输出功率功率。）阻抗匹配时变压器的变比及输出功率功率。解：解

33、：2）阻抗匹配时应使）阻抗匹配时应使RL=R0将负载通过变压器接到信号源上变换阻抗。将负载通过变压器接到信号源上变换阻抗。第41页/共69页第四十二页，共69页。1iE2u2iLR1N2NR0输出功率为：输出功率为：21=10=10 NNK则变比：则变比： LLRKR2= =400 W40400)40040080()(220= = + += = + += =LLRRREP 第42页/共69页第四十三页，共69页。变压器满载变压器满载(mnzi)(mnzi)运行时，原、副边绕组允许的电流值。运行时，原、副边绕组允许的电流值。NNNNNIUIUS2211= = =（理想）理想）3.3.3 3.3.

34、3 变压器的主要变压器的主要(zhyo)(zhyo)技术指标和额定值技术指标和额定值变压器副边开路（空载变压器副边开路（空载(kn zi)(kn zi)）时，原、副边）时，原、副边绕组允许的电压值。绕组允许的电压值。1 1） 额定电压额定电压U1N/U2N2 2） 额定电流额定电流I1N/I2N3 3） 额定容量额定容量SN变压器输出的额定视在功率。变压器输出的额定视在功率。第43页/共69页第四十四页，共69页。变压器输出功率与输入变压器输出功率与输入(shr)(shr)功率的比值。功率的比值。4 4） 额定效率额定效率h hN N5 5） 额定频额定频 率率fN电源电源(dinyun)(d

35、inyun)的工作频率。的工作频率。50Hz50Hz6 6） 电压电压(diny)(diny)调整调整率率U=U20 - U2U20100%（一般为（一般为5%5%左右）左右）U2I2U20I2NU2NUI2U2第44页/共69页第四十五页，共69页。3.3.4 3.3.4 变压器的同极性端及其测定变压器的同极性端及其测定(cdng)(cdng)1. 1.同极性端同极性端( (同名同名(tngmng)(tngmng)端端) )当电流流入当电流流入( (或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相 同，则两个流入同，则两个流入( (或流出）端称为同极性端（同名端）

36、。或者说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）时，在两线圈中产生的感应或流出）端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）时，在两线圈中产生的感应(gnyng)(gnyng)电动势极性相同的两端为同极性端。电动势极性相同的两端为同极性端。AXax*AXax*1u2e1i1eZ2i*第45页/共69页第四十六页，共69页。 联结联结(linji) 2(linji) 23 3，顺串，顺串1324*串联串联(chunlin)顺串：两异名顺串：两异名(y mn)端相连，相当于两匝数相加；端相连，相当于两匝数相加；反串：两同名端相连，相当于两匝数相减；反串：两同名端相连，相当于两匝数相减；

37、 联结联结 1 13 3，反串，反串并联并联同名端两两相连。同名端两两相连。1-31-3连，连，2-42-4连连2. 2. 线圈的正确连接线圈的正确连接第46页/共69页第四十七页，共69页。220V220V：联结：联结(linji) 2 (linji) 2 3 3，1-41-4接电源。接电源。励磁励磁mNi210两种接法下线圈工作情况两种接法下线圈工作情况(qngkung)的分析：的分析：*1324NN10i两线圈的额定电压两线圈的额定电压(diny)(diny)为为110V110V，若接于，若接于220V220V的电源，应如何连接？的电源，应如何连接？220v若若1-31-3接电源，接电源

38、，2-42-4连接，可能出现什么现象连接，可能出现什么现象？第47页/共69页第四十八页，共69页。在极性不明确时，一定在极性不明确时，一定(ydng)要先测定极性再通要先测定极性再通电！电！两个两个(lin )线圈中的磁通抵消线圈中的磁通抵消烧烧毁毁(shohu)感应电势感应电势0=e电流电流 很大很大11Rui =*1324NN10i220U 注意注意第48页/共69页第四十九页，共69页。110V110V：联结：联结(linji) 1 (linji) 1 3 3，2 2 4 41,32,41324*110U10i励磁励磁mNi10若若1-41-4、2-32-3分别连接后接电源，两线圈产生

39、的磁分别连接后接电源，两线圈产生的磁通相互抵消，无感应电动势产生，通相互抵消，无感应电动势产生，110V110V电压将全电压将全部降在线圈电阻部降在线圈电阻(dinz)(dinz)上，线圈将被烧毁。上，线圈将被烧毁。若异名端两两相连，会出现什么现象？若异名端两两相连，会出现什么现象？第49页/共69页第五十页，共69页。3.4 3.4 直流铁心直流铁心(ti xn)(ti xn)线圈在汽车中的应用线圈在汽车中的应用励磁电流为直流：励磁电流为直流：RUI = =（R R 为线圈为线圈(xinqun)(xinqun)的电阻）的电阻）IUU一定一定I一定，与磁路特性无关；一定，与磁路特性无关；磁动势

40、恒定：磁动势恒定：F=N I磁通：磁通：)(mRF= =Rm一定一定 一定，恒定磁通，无感应电动势产生；一定，恒定磁通，无感应电动势产生；功率损耗：功率损耗：P= I2R只由线圈中的电流只由线圈中的电流(dinli)(dinli)和线圈电阻决定。和线圈电阻决定。3.4.1 3.4.1 直流铁心线圈的电磁特点直流铁心线圈的电磁特点第50页/共69页第五十一页，共69页。直流电磁铁磁路如图示。分析在直流电磁铁磁路如图示。分析在衔铁吸合前后的电流衔铁吸合前后的电流(dinli)、磁通的变化情况。磁通的变化情况。IU1 1）因电流）因电流(dinli)(dinli)只与电源电压和线圈电阻有关，只与电源

41、电压和线圈电阻有关，所以所以(suy)(suy)，吸合前后电流不变：，吸合前后电流不变：I=U/RI=U/R2 2）因磁动势一定，）因磁动势一定，F=NI吸合前，磁路中气隙大，磁阻大，吸合前，磁路中气隙大，磁阻大， 小；小；吸合后，磁路中气隙小，磁阻小，吸合后，磁路中气隙小，磁阻小， 大。大。)(mRF= =例例2 2第51页/共69页第五十二页，共69页。交、直流电磁铁交、直流电磁铁(cti)的特的特点点1.电流恒定，无感应电动势产生。电流恒定，无感应电动势产生。2.无磁滞和涡流损耗，可使用无磁滞和涡流损耗，可使用(shyng)整整块铁心块铁心3.3. 吸合后，励磁电流不变，吸合后，励磁电流

42、不变， F#交流电磁交流电磁 铁特点铁特点1. 吸力是交变吸力是交变(jio bin)的，铁心需加分磁环。的，铁心需加分磁环。2. 励磁电流吸合前大，吸合后减小。前后吸力不变励磁电流吸合前大，吸合后减小。前后吸力不变3. 铁心和衔铁均由硅钢片叠成，为减小铁损。铁心和衔铁均由硅钢片叠成，为减小铁损。直流电磁直流电磁 铁特点铁特点第52页/共69页第五十三页，共69页。3.4.1 3.4.1 直流铁心线圈直流铁心线圈(xinqun)(xinqun)的应用的应用1.继电器继电器第53页/共69页第五十四页，共69页。第54页/共69页第五十五页，共69页。第55页/共69页第五十六页，共69页。3.5.1 点火线圈点火线圈(xinqun)的结构与的结构与原理原理 点火线圈（点火线圈（Ignition coil）由初级）由初