了解变压器的用途和结构了解变压器的分类及型号掌握变压器的应

学习目标与要求了解变压器的用途和结构了解变压器的分类及型号掌握变压器的应用掌握同名端异名端的概念

以及确定同名端异名端的实验方法.变压器是一种常见的静止电气设备,可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一种数值的交变电压.此外，还可变电流和变阻抗。实例1：市电给6V小灯泡供电方案(a)电阻器分压供电方案(b)变压器降压供电方案图5.1两种供电方案变压器的用途实例2：电力变压器发电厂变电所用户输电配电5.1变压器的工作原理5.1.1变压器的分类及型号（课本76页）1.按电压的升降分类：有升压变压器和降压变压器两种。2.按相数分类：有单相变压器、三相变压器及多相变压器。3.按用途分类：有用于供配电系统中的电力变压器；有用于测量和继电保护的仪用变压器（电压互感器和电流互感器）；有产生高电压供电设备的耐压试验用的试验变压器；有电炉变压器、电焊变压器和整流变压器等特殊用途的变压器。4.按冷却方式及冷却的介质分类：有以空气冷却的干式变压器；有以油冷却的油浸变压器；有以水冷却的水冷式变压器。目前我国生产的中小型变压器主要有S5、SL5、SF5、SZ5、SZL5等系列。这些符号的含义是：

S——三相；D——单相；F——风冷；W——水冷；

Z——有载调压；L——铝线圈变压器。例如：某变压器型号为

S

L

7———500/10

高压侧电压10kV

额定容量SN=500kV·A

设计序号为7

铝线圈三相变压器变压器的分类和型号（课本77页）变压器的结构由于它的使用场合、工作要求及制造等原因有所不同，结构多种多样，但其基本结构都相类似，均由铁心和线圈（或称绕组）组成.与电源连接的为原绕组(初级绕组、一次绕组），与负载相连的为副绕组（次级绕组、二次绕组）5.1.2变压器的结构（课本77页）(a)变压器模型(b)符号变压器结构示意图及表示符号变压器的结构-图解(a)芯式变压器（b）壳式变压器变压器的结构变压器的结构-图解注：

变压器除了铁芯和线圈外，还有散热装置5.1.3变压器的额定值

变压器的额定值是保证变压器能够长期可靠地运行工作，并且有良好的工作性能的技术限额，它也是厂家设计制造和试验变压器的依据，其内容包括以下几个方面：1.额定容量SN(单位为V·A或kV·A)。SN是变压器在额定状态下所能输送的容量（视在功率）：对于单相变压器SN=U2NI2N

（5.27）对于三相变压器SN=U2NI2N（5.28）注：变压器的额定容量是视在功率而不是有功功率变压器应接入的电源频率。我国电力系统的标准频率为50Hz。2.额定电压U1N/U2N(单位为V或kV)。一次额定电压是根据绝缘强度，指变压器长时间运行所能承受的工作电压。二次额定电压定义为：一次加额定电压，二次线圈开路（空载）时的端电压。三相变压器额定电压一律指线电压。3.额定电流I1N/I2N

(单位为A)。指变压器在额定容量和允许温升条件，长时间通过的电流。三相变压器额定电流一律指线电流4.额定频率fN5.温升温升是指变压器在额定运行情况时，允许超出周围环境超出周围环境温度的数值。5.2.1空载运行和电压变换（课本82页）uU1U20Z2s原绕组、一次绕组、初级绕组；副绕组、二次绕组、次级绕组；输入电压U1、输出电压U2（空载时为U20)、一次线圈匝数N1、二次线圈匝数N2空载运行的结论：k为变压器的变比，等于一次、二次线圈匝数比（为常数）（变压原理，NI>N2降压，相反，则升压）～N1N25.2变压器的应用（课本81页）变压器负载运行

端电压均随负载的增大（电阻的减小）而下降，且感性负载端电压下降程度较阻性负载大变压器外特性曲线自耦调压器，其结构特点是副绕组为原绕组的一部分。原、副边电压之比是实验室中常用的调压器就是一种可改变副绕组匝数的自耦变压器，其外形和实际电路如下图所示。应用一自耦变压器(a)符号(b)外形(c)实际电路自耦调压器自耦变压器-图解应用二电压互感器(a)构造(b)接线图电压互感器工作原理：U1/U2=K，所以U1=KU2。（1）使测量仪表与高压电路分开，以保证工作安全；（2）扩大测量仪表的量程(用低量程的电压表测高电压)。电压互感器-使用一次绕组电流I1、二次绕组电流I2I1U1U2Z2I2k为变压器的变比，等于一次、二次线圈匝数比（为常数）（变电流原理）5.2.2负载运行和电流变换（课本83页）u～应用一电流互感器(a)构造(b)接线图工作原理：由于（Ki称为变流比）所以I1=KiI2为了安全起见应采取：（1）电流互感器副线圈的一端和铁壳必须接地。（2）使用电流互感器时，副绕组电路是不允许断开的。电流互感器(a)构造(b)接线图工作原理：由于（Ki称为变流比）所以I1=KiI2电流互感器-使用电流互感器-使用基本工作原理其中r为电源的内阻、E为外电阻ERr当r＝R时，即为电源的内阻等于外电阻时，电源输出功率最大。

这时称阻抗匹配。变阻抗意义：5.2.3阻抗变换（课本85页）设变压器二次线圈接一阻抗为Z2的负载:I1U1U2Z2I2这时，从一次线圈看进去的阻抗，即为反映到一次线圈的等效阻抗为Z1Z15.2.3阻抗变换（课本85页）这时，相当于接入电路中的阻抗为Z1；而不是Z2，其中Z2ururZ1基本工作原理——变阻抗解:(1)由题意，得U=10V，r=400Ω，|Z2|=4Ω,扬声器得到的电压U2：ur【例】已知某收音机输出电压为10V，输出阻抗为400Ω,扬声器阻抗为4Ω

求（1）将扬声器与收音机直接连接，扬声器获得的功率

（2）用变压器进行阻抗匹配，则变压器的变比及扬声器获得的功率。Z2阻抗变换作用举例解:(2)由题意，得U=10V，r=400Ω，|Z2|=4Ω,|Z1|=400Ω【例】已知某收音机输出电压为10V，输出阻抗为400Ω,扬声器阻抗为4Ω

求（1）将扬声器与收音机直接连接，扬声器获得的功率

（2）用变压器进行阻抗匹配，则变压器的变比及扬声器获得的功率。扬声器获得得功率P等于r获得的功率：Z2urZ1ruZ1阻抗变换作用举例基本工作原理——变阻抗解:由题意，N1=600,N2=30,|Z2|=16Ω,|Z2|=4Ω,求N2【例5.2】已知某收音机输出变压器的一次线圈匝数N1=600匝,二次线圈匝数N2=30匝,原接阻抗为16Ω的扬声器.先要改成4Ω的扬声器.试问二次线圈匝数该如何改变.

Z2urZ1ruZ1‘‘5.2.4变压器的外特性及变压器的效率图5.16变压器的外特性变压器的外特性：在输入电压不变的情况下，输出电压U2随输出电流I2变化的曲线由变压器的外特性曲线可得：变压器在负载运行时，随着负载的增加，副绕组的输出电压U2将会降低【例】某照明变压器的额定容量为500V·A，额定电压为220V/36V。求：（1）原、副边的额定电流；（2）在副边最多可接36V、100W的白炽灯几盏？解