第七章变压器

1、 了解变压器的构造和作用;2、 了解变压器的种类。

3、 培养学生实事求是的专业水平，综合分析水平和使用专业知 识解决实际问题的水平。

4、 培养学生学习专业的兴趣，激发学习专业的热情。

了解变压器的构造和作用。

教学内容: 导入新课：由课本导入，在输配电中起着重要作用的一个器件一一变压器讲授新课:第一节 变压器的构造、变压器的用途和种类变压器工作原理：利用互感原理工作的电磁装置。

I T I " 符号如图所示，T 是它的文字符号。

3 £变压器的用途：变换交流电压、变换交流电流、变换交流阻抗、［改变相位。

种类：电力变压器、整流变压器、调压变压器、输入输出变压器等。

、变压器的基本构造是变压器的磁路通道；用磁导率较高且相互绝缘的薄硅钢片制成，目的减少涡流和磁滞损耗。

按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图心式：线圈绕铁心，壳式：铁心包线圈。

3、线圈：（1） 是变压器的电路部分，匚（2） 用漆包线、、沙包线或丝包线绕成Ip （3） 和电源相连的线圈叫原线圈 I 初级绕组H和负载相连的线圈叫副线圈 （次级绕组）10（4） 绕制：低压线圈靠近铁心柱内层，高压线圈在外层，为减小漏磁通和分布 电容，线圈应分层、分格并交叉绕制。

（5） 附件：屏蔽罩等课题 课型第 课时§7-1变压器的构造 新授教学难点 了解变压器的构造和作用。

教学方法讲授法教学目的教学重点1、 2、 1、 组成：由铁心和线圈两部分构成。

2、 铁心： （1） （2） （3）（a ）、（b ）所示。

巩固练习：课本P263页复习思考题复习导入：1、变压器的工作原理是什么?2、变压器有哪些用途？那么变压器是如何工作的呢？如何实现它的用途的呢？这就是这节课要研究的内容 变压器的工作原理 讲授新课：变压器的工作原理一一电磁感应原理工作时，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、 生自感电动势和互感电动势。

、变换交流电压原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、 的磁通相同。

1、工作基础;2、种类、构造。

布置作业:1、复习;2、预习第二节《变压器的工作原理》 课后记：课时课题 § 7-2变压器的工作原理（1） 课型新授教学目的教学重点 1、 理解变压器的工作原理； 2、 掌握变压器变压、变流的特点。

3、 培养学生实事求是的专业水平，综合分析水平和使用专业知 识解决实际问题的水平。

4、 培养学生学习专业的兴趣，激发学习专业的热情。

______________变压器工作原理 教学难点 变流比的使用 教学方法讲授法副线圈中分别产副线圈中交变课堂小结:设原线圈匝数为N1,副线圈匝数为N2,磁通为，感应电动势为tE i由此得图11-3变压器空载运行原理图忽略线圈内阻得上式中K称为变压比。

的电压的匝数成正比。

U l U2N7 N2推广:如果如果E1 N1E7兀U i N i Ku7兀由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比，即原副线圈U3N i < N2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。

N i > N2，K >1，电压下降，称为降压变压器。

、变换交流电流1、能量转换：变压器从电网中获取能量通过电磁感应实行能量转换后再输送给负载。

2、变换交流电流：根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即功率的公式可得P l = P 2,由交流电U1I1 cos 1= U2I2 cos 2式中cos 1 ――原线圈电路的功率因数；cos 2――副线圈电路的功率因数。

1，2相差很小，可认为相等，所以得到（只有一个副线圈）U1l1 = U2I212 N1 K强调：（1）当只有一个副线圈时，原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。

（2）若有多个副线圈，电流与匝数不再具有反比关系了，即：U 1I1 U 2 I2 U 3I3 U 4I4N 1 I 1 N 2 I 2 N 3 I 3 N 4 I 43、导线的绕绕制：高压线圈通过的电流小，用较细的导线绕制；低压线圈通过的电流大，用较粗的导线绕制。

（这是在外观上区别变压器高、低压饶组的方法）巩固练习：课本P263页复习思考题2;课堂小结：1、工作原理；2、三个关系式及其应用。

布置作业:1、复习;2、课堂作业课本P263页复习思考题2;习题1课后记：1、 了解变压器的的外特性及其电压变化率；2、 掌握变压器能变换阻抗并能使用其实行计算 。

3、 培养学生实事求是的专业水平，综合分析水平和使用专业知 识解决实际问题的水平。

4、 培养学生学习专业的兴趣，激发学习专业的热情。

阻抗的变换。

2ZJ 吐I z d K 2|Z 2|的负载。

如图:N 2当输入阻抗I Z i |等于信号源内阻I Z 0|时，I Z 1|获得最大功率，再通过变压器输送给负载 阻抗IZ 2|。

【例题分析】1、有一电压比为220/110 V 的降压变压器，如果次级接上55的电阻，求变压器初级的输入阻抗。

2 变换交流阻抗：设变压器初级输入阻抗为|Z 1|，次级负载阻抗为|Z 2|，则I 乙课题 课型第 课时§ 7-2变压器的工作原理（2） 新授教学难点 变压器的的外特性 教学方法讲授法教学目的教学重点 U1 I 1将U i1N ；U 2，I 1 N 2吗2代入，得N 1Z i因为N 1 U 2 I2U 2Z 2所以2么| K* 1 2|Z 2N 1次级接上负载|Z 2|时，相当于电源上直接接上一个输入阻抗为|Z i—100%U 基 U 2e它反映了电压的变化水准。

电压变化率越小，为负载供电的电压越稳定。

巩固练习：解1次级电流初级电流 I 2I Z2| N 1 U 竺2 A551_ 竺 2 A2110 输入阻抗 解2:变压比 Ii12 KU 1"l? N 1 N 72 22220 〒 U 1U? 220220 2110 2|Z 2 N 1 N 7 2、有一信号源的电动势为 1V ，内阻为 功率，必须在信号源和负载之间接一匹配变压器，使变压器的输入电阻等于信号源的内阻, 输入阻抗 K 2|Z2| 4 55220600 ，负载电阻为150 。

欲使负载获得最大如图11-4所示。

问：变压器变压比，初、次级电流各为多少 ？ 解：负载电阻 R 2 = 150 ^变压器的输入电阻 R 1 = R 0 = 600 ，则变比应为 初、次级电流分别为IlER 0 R i 图 11-4 600 600例018-2 图03A 0.83 mA i 2 变压器的外特性和电压变化率I 20.83 1.66 mA变压器外特性就是当变压器的初级电压 随次级电流12变化的关系，如图所示。

由变压器外特性曲线图可见： (1) 当次级空载时，I 2 = 0时，U 2 = (2) 当负载为电阻性和电感性时，随着 U 1和负载的功率因数都一定时，次级电压 U 2U 2e 。

I 2的 增大，U 2逐渐下降。

在相同的负载电流情况下, U 2的下降水准与功率因数 COS 相关。

(3) 当负载为电容性负载时，随着功率因数 cos 的降低，曲线上升。

所以，在供电系统中， 容器，以提升负载的功率因数COS 。

常常在电感性负载两端并联一定容量的电 2.电压的变化率 电压变化率是指变压器空载时次级端电压 比。

即：U 2e 和有载时次级端电压 U 2之差与U 2e 的百分课本P263页；习题1、6。

课堂小结：1、工作原理;2、三个关系式及其应用。

布置作业:1、复习;2、课堂作业课本P263页习题1、6。

3、预习第三节《变压器的功率和效率》课后记：课题§ 7-3 变压器的功率和效率课型新授1、了解变压器的功率及其效率的计算。

2、理解变压器的损耗。

教学目的教学重点教学难点教学方法课时3、培养学生实事求是的专业水平，综合分析水平和使用专业知识解决实际问题的水平。

4、培养学生学习专业的兴趣，激发学习专业的热情。

变压器的功率相关的计算变压器损耗讲授法表达式为教学方法讲授法组织教学：复习导入：1、变压器的工作原理是什么?2、变压器有哪些用途？3、变压器有哪些种类？讲授新课：第四节常用变压器一、自耦变压器1、概念：自耦变压器原、副线圈共用一部分绕组,它们之间不但有磁耦合，还有电的关系,2、图形符号: O■+3、关系:Y r原、副线圈电压之比和电流之比的关系为b _N L KU2 I1 N24、11、12反相，共用线圈电流很小，细导线。

5、结构特点:细导线、重量轻、体积小、铜耗小、效率高。

6、应用注意事项：一定要注意准确接线，否则易于发生触电事故。

疋爺一「型7、实验室中用来连续改变电源电压的调压变压器，就是一种自耦变压器111：.二、多绕组变压器1、概念：变压器的次级有两个以上的绕组或初、次级都有两个以上绕组的变压器叫多绕组变3、关系:其原、副线圈的电压关系仍符合变压比的关系, U i N i u 7 N 7U i N iU? N ?但电流不再是反比关系而功率与效率同前。

4、多绕组变压器的使用多绕组变压器多使用于电子设备中，输出多种电压。

多绕组可串 联或并联使用，串联时应将线圈的异名端相接，并联时应将线圈的同 名端相接。

只有匝数相同的线圈才能并联。

三、互感器1、适用范围：是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的 变压器。

3、电压互感器(1) 联接：电压互感器的高压绕组跨接在需要测 量的供电线路上，低压绕组则与电压表相连,(2) 关系:高压线路的电压U1等于所测量电压U2和变压比K 的乘积，即U1=KU2(3) 使用时应注意:a 次级绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。

压器。

2、图形符号2、分类：电压互感器和电流互感器两种。

<£>b铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的破坏和人身伤亡。

4、电流互感器(1)联接：电流互感器初级绕组与待测电流的负载相串连,次级绕组则与电流表串联成闭和回路,(2)关系:通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。

(3)使用时应注意:a绝对不能让电流互感器的次级开路，否则易造成危险;b铁心和次级绕组一端均应可靠接地。

(4)钳形电流表也是一种电流互感器。

它是由一个电流表接成闭合回路的次级绕组和一个铁心构成，其铁心可开、可合。

测量时，把待测电流的一根导线放入钳口中，电流表上可直接读出被测电流的大小。

四、三相变压器1、结构：三个相同的单相变压器的组合,2、使用：三相变压器用于供电系统中。

根据三相电源和负载的不同, 三相变压器初级和次级线圈可接成星形或三角形。

巩固练习：课本P263页复习思考题4。

课堂小结:各种变压器的作用及使用方法。

布置作业:1、复习;2、课堂作业课本P263页复习思考题4。