互感及变压器
互感和变压器参数测量
方法二：
当开关K闭合瞬间，线圈2的 两端将产生一个互感电动势 ，电表2有电压值。 若为正值，则接电压表正端 与电源接“+”端为同名端 ，若为负值则是异名端。
互感线圈与变压器参数测定
实验内容 1、直流通断法判断变压器的同名端 电路右图所示，按图 接线后，合上开关的瞬 间，观察并记录实验现 象，写出判别结论。
互感及变压器参数的测定
一、互感及变压器参数的测定
实验目的
1
掌握耦合线圈和变压器同名端 的判别方法。
2
掌握耦合线圈互感系数、耦合系 数的测量方法。
互感线圈与变压器参数测定
实验仪器Βιβλιοθήκη 函数信号发生器 交流毫伏表 万用表 DGDZ-2型电工电子综合实验箱
互感线圈与变压器参数测定
实验原理 一、互感线圈M、L1 和L2测定 次级开路法
Z1=U1/I1
M=U2/(ωI1)
互感线圈与变压器参数测定
实验原理 一、互感线圈M、L1 和L2测定 次级开路法
Z2= U2' /I2
M= U1'/(ωI2)
互感线圈与变压器参数测定
实验原理 二、变压器同名端的判断
方法一：
若 则1、4为同名端，正接 若 则1、3为同名端，反接
互感线圈与变压器参数测定
互感线圈与变压器参数测定
实验内容 2、次级开路法判断变压器的同名端 电路右图所示，图中 Us是频率为1KHz的正弦 信号，R=1KΩ,调节输入 信号电压幅值，使电阻R 的电压UR=0.1V，测量 U12、U34和U13 ，写出判 别原理和结论。
互感线圈与变压器参数测定
实验内容 3、采用次级开路法测量互感线圈参数
互感和变压器
【例9】 如图所示的理想变压器原线圈Ⅰ接到220V的交流电源上，副线圈有两 个，副线圈Ⅱ的匝数n2＝30匝，与一个标有“12V 12W”的灯泡L组成 闭合回路，且灯L正常发光，副线圈Ⅲ的输出电压U3＝110V，与电阻R 组成闭合回路，通过电阻R的电流强度为0.4A，副线圈Ⅲ的匝数n3＝ ______匝；原线圈Ⅰ中的电流强度I1＝_______。
互感和变压器
1．互感 两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生 的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感现 象，这种感应电动势叫做互感电动势。 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用 互感现象。
2．变压器 ⑴闭合铁芯变压器的电路图，其特点是铁芯上只绕有一个线 圈。把整个线圈作为原线圈，而取线圈的一部分作为副线圈。原线圈 接在电压恒为 的正弦交流电源上，电流表Al、A2均为理想电表。当触 头 向上移动时，下列说法正确的是( ) A．A1读数变大 B．A2读数变小 C．变压器的输入功率变大 D．变压器的输入功率不变
探究：变压器是否可以给直流电变压？
2．变压器——多个副线圈
【例1】下图中，可以将电压升高给电灯供电的变压器是(
)
【例2】 下列正确说法是 ( ) A．变压器也可能改变恒定电压 B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈 电流的感应电流 C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成 D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言 起电源作用 1
【例3】 某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图所示 规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是( ) A．输出电压的最大值为36V B．原、副线圈中电流之比为55∶9 C．变压器输入、输出功率之比为55∶9 D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz
电流互感器、电压互感器和变压器的区别
电流互感器、电压互感器和变压器的区别
电流互感器和电压互感器原理差不多，在构造上也基本一样，都是两个绕组：一个匝数多、线径细，另外一个匝数少、线径粗。
电压互感器：若匝数多、线径细的绕组是作为一次绕组与被测量的电路并联连接，而匝数少、线径粗的绕组接测量仪表（电压表），则该变压器就是一个电压互感器。
电压互感器实际上是一台工作在空载状态下的降压变压器（因为电压表是高阻表，电流很小，所以是空载。
又因为一次绕组匝数多、二次绕组匝数少，所以是降压）。
电压互感器二次侧不允许短路运行。
电流互感器：若匝数少、线径粗的绕组作为一次绕组与被测量的电路串联连接，而匝数多、线径细的绕组接测量仪表（电流表），则该变压器就是一个电流互感器。
电流互感器实际上是一台工作在短路状态下的升压变压器（因为电流表是低阻表，电流很大，所以相当于短路。
又因为一次绕组匝数少、二次绕组匝数多，所以是升压，而之所以实际电流互感器的二次绕组电压没有升压，是因为它工作在短路状态）。
电流互感器二次侧不允许开路运行：
电流互感器在正常运行时，二次侧电流产生的磁通对一次侧电流产生的磁通起去磁作用，励磁电流很小，铁心中的总磁通也很小，二次侧绕组的感应电动势一般几十伏。
如果二次侧没有形成回路，二次侧电流的去磁作用消失，一次侧电流完全变为励磁电流，引起铁心内磁通剧增，铁心处于高度饱和状态，加之二次侧绕组的匝数很多，根据电磁感应定律，就会在二次侧绕组开路的两端产生很高的电压，其峰值可达数千伏甚至上万伏。
这么高的电压将严重威胁工作人员和设备的安全。
再者，由于铁心磁感应强度剧增，使铁心损耗大大增加而严重发热，甚至烧坏绝缘。
因此，通常在电流互感器二次侧串联一较小的电阻。
变压器和互感器的区别
变压器和互感器的区别
变压器和互感器的区别
电压互感器的工作原理与一般的变压器相同，仅在结构型式、所用材料、容量、误差范围等方面有所差别。
变压器：
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流），用于改变电压等级，负载较大电流。
1、变压器种类很多，按冷却方式、防潮方式、铁芯或线圈结构、电源相数、用途等分若干个类；
2、变压器的容量由小到大，从几十伏安大到几十兆伏安；
3、变压器的一次侧电压受二次负荷影响较大，负荷大时系统电压会受到影响；
4、变压器二次侧负荷就是各种用电设备，通过的电流较大，具有较强的带负载能力；
5、变压器一次侧电压不论多高，均可根据需要升高或降低二次电压；
6、变压器的外形与体积因容量的不同有时很大；
7、变压器常用于多种场合。
电压互感器：
电压互感器是一种电压变换装置。
它将高电压变换为低电压，以便用。
电压互感器与变压器的区别
电压互感器和变压器很相象，都是用来变换线路上的电压。
但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。
线路上为什么需要变换电压呢?这是因为根据发电、输电和用电的不同情况线路上的电压大小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V 和380V，有的是高压几万伏甚至几十万伏。
要直接测量这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继电器。
这样不仅会给仪表制作带来很大的困难，而且更主要的是，要直接制作高压仪表，直接在高压线路上测量电压。
那是不可能的，而且也是绝对不允许的。
如果在线路上接入电压互感器变换电压，那么就可以把线路上的低压和高压电压，按相应的比例，统一变换为一种或几种低压电压，只要用一种或几种电压规格的仪表和继电器，例如通用的电压为100V的仪表，就可以通过电压互感器，测量和监视线路上的电压。
电压互感器分类
1. 按电压等级：低压互感器、高压互感器、超高压互感器
2. 按用途：测量保护用电压互感器、计量用电压互感器
3. 按绝缘材料：油浸式电压互感器、干式电压互感器
4. 按绝缘类型：全封闭电压互感器、半封闭电压互感器
5. 按变压原理：电磁式电压互感器、电容式电压互感器
6. 按安装地点：户内式互感器、户外式互感器。
变压器 原理
变压器原理
变压器是一种电力传输和变换装置，可用来改变交流电压的大小。
它主要由两个线圈——主线圈和副线圈组成。
主线圈通常被称为高压线圈，而副线圈被称为低压线圈。
当交流电通过主线圈时，会在主线圈中产生变化的磁场。
这个磁场会切割副线圈，从而在副线圈中也产生电动势。
根据法拉第电磁感应定律，副线圈中的电动势与主线圈中的电动势成正比。
变压器的工作原理基于互感现象。
互感是指当两个线圈靠近时，它们之间会相互影响，从而导致一种电磁耦合。
在变压器中，通过改变主线圈和副线圈的匝数比，可以实现输入电压和输出电压之间的变换。
根据互感现象的原理，当主线圈的匝数比副线圈的匝数大时，输出电压将比输入电压小。
这被称为降压变压器。
相反，当主线圈的匝数比副线圈的匝数小时，输出电压将比输入电压大。
这被称为升压变压器。
为了减少能量损失和提高效率，变压器通常采用铁芯。
铁芯的存在可以集中和引导磁场，从而提高互感的效果。
除了用于改变电压，变压器还可以用于隔离电路和传送电能。
由于变压器没有机械部件，因此没有摩擦损耗，工作稳定可靠。
在实际应用中，变压器广泛用于电力系统、电子设备、通信系统等领域，为不同电器设备提供适合的电压供应。
电工课程讲义(变压器及互感器)
第一节
变压器的工作原理和结构
• 三、变压器的结构
第一节
变压器的工作原理和结构
•铁芯 •器身 •绕组 •绝缘
• 三、变压器的结构
•引线（包括调压装置、引线夹件等）
变压器
•油箱
•油箱本体 •附件（包括油枕、油门闸阀等）
• 冷却装置（包括散热器、风扇、油泵 等） •保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测温元件、呼吸器等） •出线装置（包括套管等）
综上所述：变压器是电力系统中不可缺少的重要设备。
第一节
变压器的工作原理和结构
• 一、变压器的分类
•按作用分，有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器 •按结构分，有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器 •按相数分，单相变压器、三相变压器 •按冷却方式分，油浸自冷变压器、干式空气自冷、干式绝缘浇筑、油浸风冷、 强迫油循环风冷、强迫油循环水冷 •按绕组材质分，有铜线变压器、铝线变压器 •按调压方式分，无载调压变压器、有载调压变压器
第二节
变压器铭牌及技术参数
• 一、变压器的型号表示方法
1、型号
第二节
变压器铭牌及技术参数
• 一、变压器的型号表示方法
第二节
变压器铭牌及技术参数
• 一、变压器的型号表示方法
第二节
变压器铭牌及技术参数
• 一、变压器的参数含义
1、相数：单相和三相 2、额定频率：50Hz 3、额定电压UN：指变压器长时间运行时，所能承受的工作电压（铭牌上的UN 为变压器分接开关中间分接头的额定电压值）。是变压器线电压 (有效值)。 4、额定容量SN ：额定状态下连续运行时二次侧输出视在功率的保证值，单位 用kV.A表示。 5、额定电流IN ：变压器在额定容量下允许长期通过的工作电流，对于三相变 压器额定电流指的是线电流 (有效值)，用A或kA表示。 三相：SN=√3*UN*IN 单相SN=UN*IN SN：变压器容量 UN：额定电压 IN：额定电流
电路原理第五章互感与理想变压器
理想变压器的原理
原、副线圈的电压之比等于它们的匝 数之比，即$frac{U_{1}}{U_{2}} = frac{n_{1}}{n_{2}}$。
原、副线圈的功率之比等于它们的匝数 之比的平方，即$frac{P_{1}}{P_{2}} = left(frac{n_{1}}{n_{2}}right)^{2}$。
高的特点。
变压器的容量选择
根据负载需求选择
根据实际负载的大小和性质，选择合适的变压器容量，确保变压 器的正常运行和可靠性。
考虑经济性
在满足负载需求的前提下，选择容量适中、价格合理的变压器，以 降低成本和维护费用。
预留一定的扩展空间
考虑到未来可能的负载增长，选择容量稍大的变压器，以避免频繁 更换设备带来的不便。
理想变压器的应用
电压调节
利用理想变压器可以调节 电路中的电压大小，以满 足不同电路元件的工作需 求。
隔离作用
理想变压器可以隔离电路中 的不同部分，使得它们之间 的电气性能相互独立，便于 分析和设计电路。
匹配阻抗
在某些情况下，可以利用 理想变压器来匹配电路元 件的阻抗，以改善电路的 性能。
互感线圈的串联与并
变压器的电流变换特性
总结词
当变压器二次侧接负载时，一、二次侧线圈中的电流与一、二次侧线圈匝数的反比。
详细描述
当变压器二次侧接负载时，二次侧线圈中产生电流，这个电流在磁场中会产生反作用，进而影响一次 侧线圈中的电流。根据变压器的工作原理，一、二次侧线圈中的电流与一、二次侧线圈匝数的反比， 即电流变换特性。
理想变压器的特性
01
02
03
电压变换
理想变压器能够改变输入 电压的大小，且输出电压 与输入电压的比值等于线 圈匝数之比。
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互感、变压器电路练习题
1、如图所示电路，二端网络的等效阻抗ab Z 为 。
又会是怎样呢？
且是同名端相接，情况
，如果耦合电感串联，同学可以翻阅以下课本其等效阻抗为：由于是异名端相接，耦合电感串联的题目，分析：这是一个简单的Ω=⨯++=122244j j j j Z ab
2、含理想变压器的电路如图所示，此时11'端口的输入电阻i R 为
特性）
压；变流，变阻这三个压器的伏安特性。
（变提示：熟练掌握理想变＝进去的等效电阻求解过程：从初级侧看。
时，负载获得最大功率电阻为效出从初级侧看进去的等大功率的条件，我们得据前面叙述负载获得最根侧看进去的等效电阻，求出从理想变压器初级特性具体来说，我们要安们掌握理想变压器的伏器的试题，目的是要我这是一个考察理想变压,
1004R 1220Ω==⨯ΩL L R R n
3、如图所示电路，问L R 为多少时，负载可以获得最大功率[ B ]。
特性）
压；变流，变阻这三个压器的伏安特性。
（变提示：熟练掌握理想变即＝进去的等效电阻求解过程：从初级侧看。
时，负载获得最大功率电阻为效出从初级侧看进去的等大功率的条件，我们得据前面叙述负载获得最根侧看进去的等效电阻，求出从理想变压器初级特性具体来说，我们要安们掌握理想变压器的伏器的试题，目的是要我这是一个考察理想变压Ω=Ω==⨯Ω3,124R 1220L L L R R R n
4、如图所示电路。
二端网络的等效阻抗ab Z 为[ ]。
又会是怎样呢？
且是同名端相接，情况
，如果耦合电感串联，同学可以翻阅以下课本其等效阻抗为：由于是异名端相接，耦合电感串联的题目，分析：这是一个简单的Ω=⨯++=122244j j j j Z ab
A 、6Ω；
B 、3Ω；
C 、12Ω；
D 、1Ω
A 、j12Ω；
B 、 j6Ω
C 、 j3Ω ；
D 、 j10Ω
5、如右图4所示互感电路，若
())A (t 3cos 2t i s =，则开路电压
()=t u 。
简单。
是开路状态，这样计算此题一定要抓住次级侧：
、计算感应电压的大小。
，仅有已感应电压存在的电感上都不会有电压电阻以及所以在口开路，无电流流过，。
同时，由于次级侧端极性应是带点的为正极，必然产生一个感应电压流入，那么，在次级侧从初级侧带点的同名端电流电压的极性。
、利用同名端判断互感分析：)
V (3sin 123cos 22)()(2H 32)(1t t dt
d
dt t di M t u t i s s =-=-=Ω
)(0122KCL (2,01
1
1
A I I
I I I a I I I I
s
s ∠==+=-= 解上两式得：得：的列节点正负号）
利用同名端判定前面的可得：：
理想变压器的伏安特性是次级侧的电流。
根据注意：电流方向如图所示。
级侧的电流为解题过程：设流入到初想变压器的伏安特性。
此题一定要正确理解理
去耦等效
6、理想变压器电路如图5所示， 若A 06I 0s
∠= ，则电流______I =
7、电路如图所示，电路的工作频率s /rad 103=ω。
求电路等效阻抗ab
Z 。
相量化
)(5.55
7)
5(712Ω-=--⨯+
=j j j j j j Z ab
8、互感电路如图所示，mH L 41=，mH L 92=，mH M 3=，S 断开的情况下，
_______=eq L ，S 闭合的情况下______=eq L 。
说明：（1）S 断开的情况下，1L 和2L 是反串联的形式。
mH M L L L eq 73294221=⨯-+=-+=
（2）S 闭合的情况下，1L 和2L 是异侧并联的形式，可用去耦等效，得到下图：
mH M M L M L L eq 3//)()(21=-+-=
9、求下列情况下，如图所示电路中的1U 和1
I 。
（1） ab 两端短路；
（2） ab 两端开路。
说明：（1）ab 两端短路，电路如下图。
03
102
12==→=U U U 列写初级回路的KVL ：)
(05.2005201
1
01
1mA I U U I k ∠=→∴=∠=+⨯
（3） ab 两端开路
0302
12==→=I I I
)(0501
V U ∠= 10、互感电路如图所示，a b 端等效电感_______=ab L 。
(a) 8H (b) 7H (c) 14H (d) 11H
我们可以把互感电路一端的初次级连接起来，如图中红线所示。
然后，就可以利用去耦等效得到另一电路图，如下图所示。
所以，H H H H H L ab 82//243=++=
11、如图所示电路，虚线框为理想变压器，则次级侧电流________)(2=t i 。
有理想变压器的电路，同学们一定要把初次级电压和电流之间的关系弄清楚，并且可以熟练地画出初级映射到次级或者把次级映射到初级的等效电路。
（1） 次级电路映射到初级电路。
电路如下图所示。
则：)(cos 6)(9cos 18)(3122A t t i t
t i ωω=→Ω
=
（2） 初级电路映射到次级电路。
电路如图所示。
则：)(cos 6)(2A t t i ω=，结果同上。