學(xué)習(xí)情境四變壓器的應(yīng)用與測試項目1變壓器的結(jié)構(gòu)與特性引入：變壓器的應(yīng)用

(a)電阻器分壓供電方案(b)變壓器降壓供電方案圖4.1.1兩種供電方案上一頁下一頁返回實例：市電給6V小燈泡供電方案引入：變壓器的結(jié)構(gòu)

(a)結(jié)構(gòu)示意圖(b)符號圖4.1.2變壓器結(jié)構(gòu)示意圖及表示符號上一頁下一頁返回目錄互感電壓與同名端1互感線圈的串并聯(lián)2空心變壓器和理想變壓器311y21y+11′11u一、互感電壓1i2′+21u2電與磁是密不可分的，電流產(chǎn)生磁場，而磁場變化則感應(yīng)出電動勢。自感現(xiàn)象、自感電壓互感現(xiàn)象、互感電壓互感電動勢的大小和方向分別滿足法拉弟電磁感應(yīng)定律和楞次定律。磁耦合線圈任務(wù)一

互感電壓與同名端1.互感現(xiàn)象

2.互感系數(shù)和耦合系數(shù)

(1)互感系數(shù)

在非鐵磁性的介質(zhì)中，電流產(chǎn)生的磁通與電流成正比。若電流的參考方向與它產(chǎn)生的磁通的參考方向滿足右手螺旋法則，則互感系數(shù)定義為式中，是線圈2對線圈1的互感，是線圈1對線圈2的互感?？梢宰C明，所以單位:亨利(H)。任務(wù)一互感電壓與同名端互感的大小反映了一個線圈在另一個線圈中產(chǎn)生磁鏈的能力。

互感M取決于兩個耦合線圈的幾何尺寸、匝數(shù)、相對位置和媒介質(zhì)。

當(dāng)媒介質(zhì)是非鐵磁性物質(zhì)時，M為常數(shù)。任務(wù)一互感電壓與同名端

(2)耦合系數(shù)為了表明兩個線圈耦合的緊密程度，通常用耦合系數(shù)來表示，并定義為

式中，分別是線圈1和線圈2的自感。

(0≤K≤1)即：若K=1時叫做全偶合；若K=0時叫做無耦合。任務(wù)一互感電壓與同名端3.互感電壓根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知可見，互感電壓與產(chǎn)生它的相鄰線圈的電流變化率成正比。任務(wù)一互感電壓與同名端當(dāng)則互感電壓用相量可表示為式中，稱為互感抗，單位為歐（Ω）任務(wù)一互感電壓與同名端任務(wù)一互感電壓與同名端二、同名端1．同名端的概念

同名端是用來反映磁耦合線圈的相對繞向，從而在分析互感電壓時不需要考慮線圈的實際繞向和相對位置。同名端：當(dāng)電流從兩個繞組的某一接線端流進(jìn)或流出時，若兩個繞組的自感磁通和互感磁通方向一致，相互增強(qiáng)，則這兩個繞組的電流流進(jìn)端或流出端就稱為同極性端。任務(wù)一互感電壓與同名端同名端的表示法：

常用一對符號“·”或“*”或“△”標(biāo)出。耦合電感的電路模型任務(wù)一互感電壓與同名端2．同名端的測定(1)交流法(2)直流法AXax若說明A

與a

或X

與x

為同極性端。把兩個線圈的任意兩端(X-x)連接,然后在AX

上加一小電壓u

。測量：若說明A

與x或X與a是同極性端；結(jié)論：交流法(1)交流法任務(wù)一互感電壓與同名端任務(wù)一互感電壓與同名端當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流從線圈的端點1流入，且電流隨時間在增大。若此時電流表的指針向正刻度方向偏轉(zhuǎn)，則說明1與3是同名端，否則1與3是異名端。(2)直流法同名端確定后，互感電壓的極性就可以由電流與同名端的方向來確定。我們可以選定電流和互感電壓對同名端一致?！瘛瘵?時，互感電壓的實際方向與參考方向相反。﹥0時，互感電壓的實際方向與參考方向相同；3.同名端的應(yīng)用任務(wù)一互感電壓與同名端任務(wù)一互感電壓與同名端●●若線圈1與線圈2的電流均為正弦電流，用相量表示為例如圖所示的電路中，已知試求互感電壓u21解選擇參考方向任務(wù)一互感電壓與同名端一、互感線圈的串聯(lián)把兩個互感線圈串聯(lián)起來有兩種不同的接法。異名端相接稱為順向串聯(lián)，同名端相接稱為反向串聯(lián)。1.順向串聯(lián)任務(wù)二

互感線圈的串并聯(lián)2.反向串聯(lián)通過實驗分別測得L順和L反，就可計算出互感系數(shù)M。任務(wù)二互感線圈的串并聯(lián)例兩個磁耦合線圈串聯(lián)，接到220V的工頻正弦電壓源上，測得順向串聯(lián)時的電流為2.7A，功率為218.7W，反向串聯(lián)時電流為7A。試求互感M。解設(shè)兩個線圈的電阻分別為R1，R2，根據(jù)交流電流中只有電阻元件吸收功率的特點，得順向串聯(lián)時電路等效阻抗任務(wù)二互感線圈的串并聯(lián)對于反向串聯(lián)，由于線圈的電阻不變，故采用相同的計算方法，得任務(wù)二互感線圈的串并聯(lián)任務(wù)二互感線圈的串并聯(lián)二、互感線圈的并聯(lián)分為同側(cè)并聯(lián)和異側(cè)并聯(lián)

同側(cè)并聯(lián)的等效電感為：異側(cè)并聯(lián)的等效電感為：同名端并聯(lián)時，磁場增強(qiáng)，等效電感增大，分母取負(fù)號；異名端并聯(lián)時，磁場削弱，等效電感減小，分母取正號。任務(wù)二互感線圈的串并聯(lián)任務(wù)三

空心變壓器和理想變壓器一、空心變壓器1.空心變壓器的概念

變壓器是利用互感原理實現(xiàn)從一個電路向另一個電路傳輸電磁能量或信號的電氣設(shè)備。

空心變壓器就是用非鐵磁材料作心子的變壓器，廣泛應(yīng)用于電子、通信工程和測量儀器中。初級線圈----與電源相聯(lián)次級線圈----與負(fù)載相聯(lián)空心變壓器的電路模型任務(wù)三空心變壓器和理想變壓器2.空心變壓器的電路方程——初級回路自繞組；——次級回路自繞組；

——初、次級回路間互繞組。任務(wù)三空心變壓器和理想變壓器-----稱為次級回路在初級回路中反射阻抗。任務(wù)三空心變壓器和理想變壓器3.空心變壓器的等效電路互感作用使閉合的次級回路中產(chǎn)生了次級電流。該電流又影響了初級回路，從初級回路來看，次級回路的作用可以看作是在初級回路中增加了一個阻抗?？招淖儔浩鞒?、次級等效電路理想變壓器是一種特殊的、無損耗的、全耦合的變壓器。它滿足以下條件：（1）全耦合，耦合系數(shù)K=1（2）無損耗，即初級線圈和次級線圈沒有電阻，鐵心中無渦流和磁滯現(xiàn)象。（3）線圈的自感系數(shù)與互感系數(shù)等于常數(shù)。二、理想變壓器任務(wù)三空心變壓器和理想變壓器1.何謂理想變壓器2.理想變壓器的外特性（1）理想變壓器的電壓變換n稱為變壓比。變壓器原副線圈的端電壓之比等于匝數(shù)比。如果N1<N2，K<1，電壓上升，稱為升壓變壓器。如果N1>N2，K>1，電壓下降，稱為降壓變壓器。鐵芯變壓器任務(wù)三空心變壓器和理想變壓器任務(wù)三空心變壓器和理想變壓器（2）理想變壓器的電流變換可見，變壓器工作時原、副線圈的電流跟線圈的匝數(shù)成反比。高壓線圈通過的電流小，用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈通過的電流大，用較粗的導(dǎo)線繞制。這是在外觀上區(qū)別變壓器高、低壓饒組的方法。(3)理想變壓器的阻抗變換將代入，得因為所以設(shè)變壓器初級輸入阻抗為|Z1|，次級負(fù)載阻抗為|Z2|，則任務(wù)三空心變壓器和理想變壓器可見，次級接上負(fù)載|Z2|時，相當(dāng)于電源接上阻抗為n2|Z2|的負(fù)載。變壓器的這種阻抗變換特性，在電子線路中常用來實現(xiàn)阻抗匹配和信號源