3.3变压器 课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
让交流电和恒定直流电通过相同的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，这一交流电的有效值就跟这个直流电的数值相等。
1、有效值: (三同)
2、正弦式交流电有效值求解：
通直流，阻交流。
通低频，阻高频。
XL = 2π L
3.电感器特点：
知识回顾
通交流，隔直流。
4.电容器特点：
通高频，阻低频。
第三章 交变电流
3、变压器
CONTENTS
01
变压器的结构和原理
02
03
常见变压器
04
目标
模 型 分 析
理 想 变 压 器
发电厂发出的交流电压高达几万伏
高压输电：U > 100 KV
手机充电：U = 5 V
一、变压器的原理和结构
闭合铁芯 ：由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成（减少涡流的影响）
原线圈 ( 初级线圈 )：接交流电源 (匝数n1)
副线圈 ( 次级线圈 )：接用电器（负载） (匝数n2)
U1：输入电压 U2：输出电压
副线圈
原线圈
U2
R
n1
n2
铁芯
U1
U1
U2
n1
n2
1、变压器原线圈和副线圈电路是否相通？
2、变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？
不相通
互感现象
U1
U2
n1
n2
~
I1
I1
原线圈两端加上交变电压U1
原线圈中就有交变电流I1通过
铁芯中产生变化的磁场
铁芯中的磁通量就发生变化
副线圈也绕在同一铁芯上
穿过副线圈的磁通量变化
副线圈产生感应电动势E2;
如果副线圈两端连接负载构成形成闭合回路
副线圈中就有交变电压U2交变电流I2通过
~
R
E2
1、铁芯是否变压器的必要组成部分？
没有铁芯，并排放置的原、副线圈也发生互感现象，但是大部分磁感线都流失在线圈外，故传输电能的效率太差；而铁芯存在，使绝大部分磁感线集中在铁芯上，起到束磁的作用，大大增强了变压器传输电能的效率。
U1
U2
2、变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？
U2
R
U1
n1
n2
原线圈电能
副线圈电能
磁场能
磁损： 漏磁损失能量
铁损： 涡流现象发热
铜损： 线圈电阻发热
能量损耗
主要
3、 若不计能量损耗，变压器原副线圈中能量如何转化？
不计能量损耗的变压器，我们称之为理想变压器
二、理想变压器
1、理想变压器特点：
（1）无铜损：原、副线圈不计内阻，不产生热量。
（2）无铁损：忽略铁芯产生的热量。
（3）无磁损：变压器铁芯内无漏磁，原、副线圈磁通量无差别。
理想变压器
——没有能量损失的变压器
P入＝P出
U1
U2
n1
n2
2、理想变压器的规律
U2
R
U1
n1
n2
2、由法拉第电磁感应定律，得：
3、理想变压器原、副线圈的电压：
1、变压器作用：改变交流的电压，不改变周期和频率
n2 > n1 U2 > U1 ── 升压变压器
n2 < n1 U2 < U1 ── 降压变压器
此式适用所有的理想变压器。
P入＝P出
理想变压器
功率关系：
P入 = P出
电压关系：
U1 I1 = U2 I2
I1
I2
U2
n1
n2
R
U1
此式只适用于一个副线圈的变压器
I2
n2
U2
I1
n1
U1
I3
n3
U3
“一原多副”的理想变压器
由 P入 =P出 得
多副线圈的理想变压器
P1=P2+P3
注意：（1）理想变压器只传输能量，本身不是用电器。
（2）变压器只能改变交变电流，若初级线圈加直流电压， 则次级线圈输出电压为0.
★注意：四个决定
(1)原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定．
(2)副线圈电压U2由原线圈电压U1及匝数比决定，与副线圈所接负载无关．
(3)副线圈电流I2由副线圈电压U2和副线圈负载决定
(4)原线圈电流I1由副线圈电流I2决定．
自耦变压器
U2
U1
A
B
P
只有1个绕组的变压器称自耦变压器，原副线圈共用一个线圈。
U1
U2
n1
n2
升压变压器
n1
n2
U1
U2
降压变压器
优点：
可连续调整输出电压。
缺点：
高压端与低压端同一线圈，不安全。
三、常见变压器
V
地线
火线
n2
n1
U1
U2
电压互感器
电压互感器
(1)构造：小型降压变压器，如图所示。
(2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地。
(3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压。
电流互感器
地线
火线
A
n2
n1
I2
I1
电流互感器
(1)构造：小型升压变压器，如图所示。
(2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表，为了安全，外壳和副线圈应接地。
(3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流。