电工电子技术电子教案 变压器

教学过程设计表授课班级授课时间课题名称§任务5变压器课型理论课（√）实验课（）技能训练课（）习题课（）复习课（）其他（）签名及审批设计签名年月日审批签名年月日知识目标了解变压器的结构和种类，理解变压器的外特性，掌握变压器电压、电流和阻抗变换的作用。能力目标能够判别出变压器原、副绕组的同名端，从而正确使用变压器。掌握变压器电压、电流和阻抗变换的作用，能根据需要正确选择变压器。教学重点变压器原、副绕组的同名端的判别及变压器电压、电流和阻抗变换。教学难点变压器原、副绕组的同名端的判别及变压器电压、电流和阻抗变换。教学准备（含教学仪器设备、材料用具、参考书目、辅助教材等）1、教学仪器设备：多媒体电教室、电脑、THETDD-1、THWD-2型实训台2、参考书目：教学用书3、辅助教材：THETDD-1、THWD-2型实训指导书课外练习或作业安排请同学们描述变压器同名端的定义？

教学过程设计设计意图教学方法时间1、变压器的结构及工作原理了解变压器的结构及工作原理讲解、练习252、变压器的功能及外特性了解变压器的功能及外特性讲解103、变压器的铭牌及参数掌握变压器的铭牌及参数讲解104、变压器绕组极性的测定掌握变压器绕组极性的测定方法讲解、练习255、特殊变压器了解几种特殊的变压器讲解106、小结复习回顾，加强知识点的理解记忆讨论、讲解10教学后记（本课题的教学体会、学生信息反馈及今后教学建议）注：1、本表以2学时为单位设计。2、每学期将教学设计表装订成册。

教师教学笔记教学内容摘要补充资料§5.1变压器1、变压器的结构及工作原理（1）变压器的结构变压器的主体是由铁芯和线圈两部分构成。铁心是变压器的磁路，通常采用0.35mm或0.5mm的硅钢片叠压而成，以产生较强的磁场，并减小磁滞和涡流损耗。绕组是变压器的电路，是用绝缘铜线或铝线在铁心柱上绕制而成的线圈，分为原绕组（一次绕组）和副绕组（二次绕组），分别用N1和N2（2）变压器的工作原理变压器是通过电磁感应和主磁通的媒介作用，把电能从一个电路传到另一个电路。在原边绕组加上交流电源后，根据电磁感应定律，主磁通会在一、二次绕组中产生感应电动势和感应电流，即完成电能的传递。2、变压器的功能（1）电压变换变压器的原绕组接至额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组开路的情况称为空载运行。根据电磁感应定律，主磁通在一、二次绕组产生的感应电动势的有效值分别为忽略空载电流在一次绕组上的压降和漏磁压降，则有由以上分析可得上式中，K称为电压器的变比。它说明变压器空载运行时的一、二次绕组端电压之比近似等于一、二次绕组的匝数比。所以，只要合理地设计一、二次绕组的匝数，就可以达到变压的目的。（2）电流变化变压器的原绕组接至额定频率的正弦电压，二次绕组接上负载，称为变压器的负载运行。接负载运行时的磁动势平衡方程式如下所示：由于空载电流很小，一般可以忽略不计，所以上式可以转化为即上式表明，变压器一、二次绕组的电流之比近似与其匝数成反比，改变电压器的匝数，也可以达到改变电流的目的。（3）阻抗变换图5-1（a）中，负载阻抗RL接在变压器副边，而虚线框部分可以用一个等效的阻抗RL’来代替，如图5-1（b）所示。图5-1（a）图5-1（b）根据变压器电压变换和电流变换作用，可得到等效阻抗RL’和负载阻抗RL之间的关系如下所示：上式表明，对一次电流而言，相当于接上等效阻抗为的负载，这就是变压器的阻抗变换作用。在电子线路中，为了提高信号的传输功率，常用变压器将负载阻抗变换为适当的值，及阻抗匹配。下面以扬声器为例，讲解变压器的阻抗变换作用。例1:信号电压的有效值U1=50V；信号内阻：Rs=100；负载为扬声器，其等效电阻：RL=8。求负载上得到的功率。解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：（2）将负载通过变压器接到信号源上。设变比K=N1/N2=3.5：1则RL’=（3.5）2*8=98输出功率为综上可得出以下结论：通过变压器的阻抗变换作用，输出功率提高了很多。原因是满足了电路中获得最大输出功率的条件（信号源内、外阻几乎相等）。3、变压器的铭牌及参数（1）变压器的铭牌变压器的铭牌及铭牌上各个参数的含义如下图所示。图5-2变压器的铭牌例：SFSZ7-40000/110的含义如下S-----“三”相F-----“风”冷S-----“”线圈Z-----有“载”调压7-----7型（变压器性能水平代号）40000-----变压器额定容量40000千伏安（KVA）110-----变压器高压侧额定电压110千伏（KV）（2）变压器的参数1）额定电压原边额定电压U1N：原边绕组应加的电源电压。原边额定电压U2N：原绕组加额定电压时，副绕组的空载电压。有载运行时，U2<U2N，所以设计时副边额定电压一般比负载所需要的电压高5~10%。2）额定电流额定电流是根据变压器允许发热程度和冷却条件，规定变压器绕组允许长时间连续通过的额定电流。3）额定容量额定容量是变压器在额定工作条件下输出能力（视在功率）的保证值。以二次额定电压、额定电流的乘积表示，即SN=U2NI2N，单位为kV·A。4）额定频率额定频率是指变压器允许的外施电源频率，我国电力变压器的额定频率都是50HZ。4、变压器绕组极性的测定一次、二次绕组电位瞬时极性相同的端点称为同极性端，也称同名端。已经制成的变压器通常无法从外观上看出绕组的绕向，使用时要通过直流法或交流法进行测定。5、特殊变压器（1）自耦变压器自耦变压器是一次、二次绕组共用一个绕组，低压绕组是高压绕组的一部分的变压器。单项自耦变压器的原理如图5-3所示。图5-3单项自耦变压器的原理单项自耦变压器一次、二次侧电压、电流关系如下所示：使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：原、副边千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。（2）电压互感器电压互感器的原理如图5-4所示，使用时，匝数多的一次侧绕组与被测电路并联，匝数较少的二次侧绕组接入电压表，根据变压器的电压变换作用，当电压表的读数是U2时，被测电压U