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2024版年度《电工技术之变压器》PPT课件

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《电工技术之变压器》PPT课件•变压器基本概念与原理•变压器绕组与铁芯设计•变压器运行特性分析•变压器保护、维护与故障诊断•变压器选型和应用领域探讨•总结回顾与拓展延伸目录CONTENTS01变压器基本概念与原理变压器定义及作用变压器定义变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压大小的电气设备。

变压器作用在电力系统中,变压器起到升降电压、匹配阻抗、安全隔离等作用,是实现电能传输和分配的重要设备。

变压器分类与结构变压器分类根据用途、结构、相数等,变压器可分为电力变压器、仪用变压器、整流变压器、特种变压器等。

变压器结构主要由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管、分接开关等部分组成。

其中,铁芯和绕组是变压器的核心部件,负责电磁能量的转换。

工作原理及电磁感应现象工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律,通过原边绕组接入交流电源,产生交变磁通,进而在副边绕组中感应出电动势,实现电压的变换。

电磁感应现象当磁铁穿过闭合导体回路时,回路中会产生感应电流,这就是电磁感应现象。

变压器中的电磁感应现象是通过铁芯中的磁通与绕组之间的相对运动来实现的。

额定值与主要技术参数额定值变压器的额定值包括额定电压、额定电流、额定容量等,是变压器设计和运行的重要依据。

主要技术参数包括空载损耗、负载损耗、短路阻抗、温升等,这些参数反映了变压器的性能和经济指标,是评价和选择变压器的重要依据。

02变压器绕组与铁芯设计绕组类型选择及布置方式绕组类型包括层式绕组、饼式绕组、螺旋式绕组等,根据变压器容量、电压等级和绝缘要求等因素进行选择。

布置方式绕组在铁芯上的布置方式有同心式、交叠式等,同心式绕组各层线圈的节距相等,便于绕制和绝缘处理;交叠式绕组则具有更好的机械强度和散热性能。

通常采用高导磁率的硅钢片,以降低铁损和发热量,提高变压器效率。

铁芯材料铁芯结构制造工艺包括心式结构和壳式结构两种,心式结构适用于小容量变压器,壳式结构则适用于大容量变压器。

包括剪切、冲压、叠装、焊接等工序,要求精度高、质量稳定。

变压器--优质获奖精品课件 (10)

变压器--优质获奖精品课件 (10)
3.作用:改变交变电流的电压,不改变交变电流的周 期和频率.
知识点二 理想变压器的规律 1.理想变压器. 没有漏磁(磁通量全部集中在铁芯内)和发热损失(原、副 线圈及铁芯上的电流的热效应不计)的变压器,即没有能量 损失的变压器叫理想变压器.
2.电压关系. 根据理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,原线 圈两端加交变电压U1,通过闭合铁芯的磁通量发生改变.由 于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同,在原、副线圈两端 分别产生感应电动势E1、E2,由法拉第电磁感应定律,得
答案 (1)1650 匝 110 匝 (2)0.33 A
名师点拨 理想变压器的输入功率等于输出功率,即P入 =P出,而且输出功率决定输入功率.由此可求解有关涉及 原、副线圈电流的大小的问题.
巩固练习1 如图所示为理想变压器,原线圈的匝数为1000 匝,两 个副线圈n2=50 匝,n3=100 匝,L1是“6 V,2 W”的小 灯泡,L2是“12 V,4 W”的小灯泡,当n1接上交流电压时, L1、L2都正常发光,那么原线圈中的电流为( )
3.理想变压器变压比公式
U1 U2

n1 n2
,对有一个或n个副线
圈的变压器均适用.而变流比公式
I1 I2

n2 n1
,只适用于有一个
副线圈的变压器,若为两个以上副线圈的变压器,电流与匝
数的关系要从P入=P出导出.
4.当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时,如果变 压器的负载发生变化,确定其他物理量变化时,可依据下列 原则判定(如图):
三、变压器的动态分析 分清变量和不变量,弄清U1、U2、I1、I2、R,n1、n2、 P1、P2等物理量间的制约关系是对理想变压器电路进行动态 分析的关键. 理想变压器电路的动态分析有下列两种情况:

变压器--优质获奖精品课件 (4)

变压器--优质获奖精品课件 (4)

所以:
(二)实验探究变压器线圈两端电压 与匝数的关系
1、实验目的: U2 与U1、 n1、n2的关系
2、实验方法: 控制变量法
3、实验器材: 学生电源(低压交流12V),
可拆变压器,多用电表(交流电压档),导线
※实验结论:
变压器原、副线圈的电压之比等于两个线 圈的匝数之比。
四、理想变压器的关系:
由 P输 出 P输 入
即 U1I1 U2I2
则 I1 U2 n2
I2
U1
n1
3、电流关系:
(一原一副)
一原多副时:n1I1=n2I2+ n3I3+ n4I4+…
【例题】一台理想变压器,其原线圈2200匝,副
线圈220匝,并接一个100Ω负载电阻,如图所

A

V
R
(1) 当原线圈接在200V交流电源上时,电压表
不计漏磁,忽略原、副线圈的电阻和各种 电磁能量损失的变压器,称为理想变压器。
实际变压器(特别是大型变压器)一般都 可以看成是理想变压器。
1、一原一副电压关系:
对有一原多副副线圈的情况:
(1)若n2> n1,U2>U1,叫做升压变压器
(2)若n2< n1,U2<U1,叫做降压变压器
2、功率关系: P出=P入
D.图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后,频
率变为原来的 1
10
311 u/V
0 -311
1
t/(10-2 s1
01 -311
t/(10-2 s) 23 4
图2
常见的变压器
科学漫步
互感器
互感器也是一种变压器,它可以把不能直接 测量的高电压,大电流变换成低电压、小电流后 再测量.

变压器--优质获奖精品课件 (1)

变压器--优质获奖精品课件 (1)
一、变压器的构造
1.示意图
2.符号
二、变压器的工作原理:
1、互感现象:变压器只能改变交流电的电压和电流
P =P 2、能量转化:电能→磁场能→电能
3、理想变压器:


三、理想变压器的变压规律:
第五章 交变电流
第四节 变压器
一、变压器的构造
1、示意图
铁芯
原 ∽U1线

n1 n2
(1)闭合铁芯
(绝缘硅钢片叠合而成)
(2)原线圈(初级线圈)
其匝数用n1表示

与交变电源相连
线Байду номын сангаас圈
U2
(3)副线圈(次级线圈)
其匝数用n2表示
与负载相连
(4)输入电压U1 输出电压U2
二、变压器的工作原理 ——互感现象
铁芯
e
原 ∽U1线

n1 n2
副 线 U2 圈
0
t1
t2 t3
t
t4
变压器通过闭合铁芯,利用互感现象实现了:
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场)
( U2、I2)
三、变压器的变压规律
线圈两端的电压与 线圈匝数有什么关系?
猜想假设:
设计实验方案: 1、实验目的是什么? 2、输出电压大小除了与线圈匝数有关,还与什么因素有关? 3、我们应该采用什么实验方法? 4、在实验过程中,我们需要测量的物理量是什么?需要改变 的物理量是什么?
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器 2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
五、课堂练习
1、如图所示, 在变压器的一端输入直流电 压U1=6V,线圈的匝数之比n1 :n2= 1:2,则 副线圈两端输出电压为( C )

变压器--优质获奖精品课件 (11)

变压器--优质获奖精品课件 (11)
③总功率P入=P线+P2,即变压器的输入功率是由输 出功率决定的.
(4)对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 ①原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电 阻变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是 R→I2→P2→P1→I1. ②负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而 变 化 的 情 况 , 进 行 动 态 分 析 的 顺 序 是 n1 、 n2→U2→I2→P2→P1→I1.
变压器不能改变恒定电流的电压.因为变压器的变 压原理是互感现象.若通过原线圈的电流为恒定电流, 则在铁芯中激发的磁场为恒定磁场,副线圈中无感应电 动势产生,所以变压器不能改变恒定电流的电压.
1.理想变压器 (1)变压器铁芯内无漏磁; (2)原、副线圈不计电阻,即线圈不产生焦耳热. (3)因不计一切电磁能量损失,所以理想变压中的符号如图所示.
3.变压器的原理
如图所示,互感现象是变压器工作的基础,电流通 过原线圈时在铁芯中激发磁场,由于电流的大小、方向在 不断变化,铁芯中的磁场也在不断变化,变化的磁场在副 线圈中产生感应电动势,副线圈也能够输出电流.
4.变压器的作用 改变交变电流的电压,不改变交变电流的周期和频 率.
1.电压互感器:如图甲所示,原线圈并联在高压电 路中,副线圈接电压表.互感器将高电压变为低电压,通 过电压表测低电压,结合匝数比可计算出高压电路的电 压.
2.电流互感器:如图乙所示,原线圈串联在待测大 电流电路中,副线圈接电流表.互感器将大电流变成小电 流,通过电流表测出小电流,结合匝数比可计算出大电流 电路的电流.
【解析】 逐项分析如下
选项
诊断
结论
A
S 由 a 合到 b 上时,n1 减少,由 U2=nn12U1 可知 U2 增大,P2=UR22 √

变压器--优质获奖精品课件 (19)

变压器--优质获奖精品课件 (19)

高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
答案:A 解析:当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割 磁感线运动时,原线圈中产生恒定的电流,不能在铁芯中产 生变化的磁场,副线圈中不会产生感应电流,A正确。
第五章 第四节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
二、变压器工作时的制约关系及动态分析 1.电压制约
当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压U2 由输入电压决定,即U2=n2U1/n1
2.电流制约
当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定,且输入电压U1 确定时,原线圈的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定,即I1= n2I2/n1
第五章 第四节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
A.1 100,360 B.1 100,180 C.2 200,180 D.2 200,360
第五章 第四节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
答案:B
解析:对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得 n1=
n3U1 U3

5×220 1

1
100 , 变 压 器 烧 坏 前 , 同 理
3 知识自主梳理 4 重点难点突破
7 易错案例剖析 8 课时作业
第五ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 第四节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2
学习目标定位
第五章 第四节
高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-2

知道变压器的构造

理解变压器的工作原理
※ 掌握变压器原副线圈中电压与匝数的
※ 关系,电流与匝数的关系
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U1


U2
+

U 1 KU 2 2 U2 K K 2 Z2 Z1 I2 I2 I1 K
在电子线路 和通信工程中, 常用变压器来实 现阻抗的匹配。
结论
Z1 K 2 Z 2
4.三相变压器
U1 V1 W1 三相高压 绕组,可Y 接或△接 W2 w2 三相低压 绕组,可 Y接或△ 接
N1
5.3 变压器
5.3.1 变压器的工作原理
5.3.2 变压器的使用
*5.3.2 变压器线圈极性的测定
5.3.1 变压器的工作原理
原绕组
主磁通
i1

副绕组 i2 –
e1 u1 e 1

+
N
1
N
2
e2 e 2
2
u2
+
ZL
1
u i1 ( N 1 i1 ) i2 ( N 2 i2 )
坚持做好每个学习步骤
武亦文的高考高分来自于她日常严谨的学习 态度,坚持认真做好每天的预习、复习。 “高中三年,从来没有熬夜,上课跟着老师 走,保证课堂效率。”武亦文介绍,“班主 任王老师对我的成长起了很大引导作用,王 老师办事很认真,凡事都会投入自己所有精 力,看重做事的过程而不重结果。每当学生 没有取得好结果,王老师也会淡然一笑,鼓 励学生注重学习的过程。”
孙老师说,杨蕙心学习效率很高,认真执行老师 的复习要求,往往一个小时能完成别人两三个小 时的作业量,而且计划性强,善于自我调节。此 外,学校还有一群与她实力相当的同学,他们经 常在一起切磋、交流,形成一种良性的竞争氛围。 谈起自己的高考心得,杨蕙心说出了“听话” 两个字。她认为在高三冲刺阶段一定要跟随老师 的脚步。“老师介绍的都是多年积累的学习方法, 肯定是最有益的。”高三紧张的学习中,她常做 的事情就是告诫自己要坚持,不能因为一次考试 成绩就否定自己。高三的几次模拟考试中,她的 成绩一直稳定在年级前5名左右。
→ 1 → e 1
变压器原理示意图
e 1 Φ e2
→ 2 → e 2
变压器符号
1. 电压变换
i1
变压器空载:


N1 N2
1 E 1 I 1 R1 E σ1 U
e1 u1 e 1

+
e2 u20
+
E1 = 4.44 f N1 m E2 = 4.44 f N2 m
班主任: 我觉得何旋今天取得这样的成绩, 我觉得,很重要的是,何旋是土生土长的北京 二中的学生,二中的教育理念是综合培养学生 的素质和能力。我觉得何旋,她取得今天这么 好的成绩,一个来源于她的扎实的学习上的基 础,还有一个非常重要的,我觉得特别想提的, 何旋是一个特别充满自信,充满阳光的这样一 个女孩子。在我印象当中,何旋是一个最爱笑 的,而且她的笑特别感染人的。所以我觉得她 很阳光,而且充满自信,这是她突出的这样一 个特点。所以我觉得,这是她今天取得好成绩 当中,心理素质非常好,是非常重要的。
青 春 风 采
高考总分:
692分(含20分加分) 语文131分 数学145分 英语141分 文综255分
毕业学校:北京二中 报考高校: 北京大学光华管理学 院 北京市文科状元 阳光女孩--何旋
来自北京二中,高考成绩672分,还有20 分加分。“何旋给人最深的印象就是她 的笑声,远远的就能听见她的笑声。” 班主任吴京梅说,何旋是个阳光女孩。 “她是学校的摄影记者,非常外向,如 果加上20分的加分,她的成绩应该是 692。”吴老师说,何旋考出好成绩的秘 诀是心态好。“她很自信,也很有爱心。 考试结束后,她还问我怎么给边远地区 的学校捐书”。
上海 2006 高考 理科 状元-武亦 文
武亦文 格致中学理科班学生 班级职务:学习委员 高考志愿:复旦经济 高考成绩:语文127分 数学142分 英语144分 物理145分 综合27分 总分585分
“一分也不能少”
“我坚持做好每天的预习、复习,每 天放学回家看半小时报纸,晚上10: 30休息,感觉很轻松地度过了三年 高中学习。”当得知自己的高考成 绩后,格致中学的武亦文遗憾地说 道,“平时模拟考试时,自己总有 一门满分,这次高考却没有出现, 有些遗憾。”
w
U1 / 3 U / 3 U2 1 K K
+
v
-
Y,d 联结
5.3.2 变压器的使用
1. 变压器的外特性 • • I1 I2 K
+ U20 –
U2
U1


U2
+

Z2
0
I2N 变压器外特性
I2
当电源电压U1和负载功率因数一定时,u2 f ( I 2 ) 的关系曲线称为变压器的外特性。 电压变化率 U U 20 U 2 100%
曹杨二中高三(14)班学生 班级职务:学习委员 高考志愿:北京 大学中文系 高考成绩:语文121分数学146分 英语146分历史134分 综合28分总分 575分 (另有附加分10 分)上海高Fra bibliotek文科状元--常方舟
“我对竞赛题一样发怵” 总结自己的成功经验,常方舟认为学习的高 效率是最重要因素,“高中三年,我每天晚 上都是10:30休息,这个生活习惯雷打不动。 早晨总是6:15起床,以保证八小时左右的睡 眠。平时功课再多再忙,我也不会‘开夜 车’。身体健康,体力充沛才能保证有效学 习。”高三阶段,有的同学每天学习到凌晨 两三点,这种习惯在常方舟看来反而会影响 次日的学习状态。每天课后,常方舟也不会 花太多时间做功课,常常是做完老师布置的 作业就算完。
U2
N2 u2
V2 v2
u1
v1
w1
N1 变比:K N2
常用的接线方式: Y,yn(Y/YO)、Y,d(Y/△) 、YN,d (YO / △ )
+
U1
-
+ U U1 / 3 -
+u U1 / 3 - K w V v
+
W
U1 U2 K -
Y,yn 联结
+
+ U U1 / 3 W V
u
+
U1
-
U 20
(电压变化率越小越好,一般在5%左右)
2. 变压器的损耗与效率 损耗 P PC PF 2 2 铜损 PC R1 I 1 R2 I 2
u e
u
u
P2 P2 效率 P1 P2 PC PF
铁损 PFe与Bm、f有关
电力变压器
= (9099)%
e
N I N I N1 I 1 2 2 1 0
1 N 2 I 2 (空载电流很小) N1 I 0
N I N1 I 1 2 2
有效值 N1I1= N2 I2
结论
I1 N 2 1 I 2 N1 K
3. 阻抗变换
Z1
+
I1

K

I2

负载阻抗 Z2
Z2 U2 I2
1 E 1 U
20 E 2 U
1 E 1 U 20 2 U E
U1 E1 4.44 f N1m N1 —– = –— = –—–—–—– = –— U20 E2 4.44 f N2m N2 变压器带载工作时
变压器变比
U1 N1 —– = –— = K U20 N2
附赠 中高考状元学习方法


高考状元是一个特殊的群体,在许多 人的眼中,他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通,但他们 有是不平凡不普通的,他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性,又有 着一些共性,而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
3.变压器的主要额定值 (1) 额定容量(VA、KVA) 单相变压器 S N U 1 N I 1N U 2 N I 2N 三相变压器 S N 3U 1 N I 1N 3U 2 N I 2N (2)额定电压(V、KV) U1N 原绕组的额定电压。 U2N 原绕组加U1N时,副绕组的开路电压。 三相变压器为线电压。
“用好课堂40分钟最重要。我的经验是,哪怕 是再简单的内容,仔细听和不上心,效果肯 定是不一样的。对于课堂上老师讲解的内容, 有的同学觉得很简单,听讲就不会很认真, 但老师讲解往往是由浅入深的,开始不认真, 后来就很难听懂了;即使能听懂,中间也可 能出现一些知识盲区。高考试题考的大多是 基础知识,正就是很多同学眼里很简单的内 容。”常方舟告诉记者,其实自己对竞赛试 题类偏难的题目并不擅长,高考出色的原因 正在于试题多为基础题,对上了自己的“口 味”。
+
ZO Z 1
E
16

Z 1 K 2 Z 2 202 16 6400 600 2 15匝 6400 ( ) 4 N2 N2
例5.2 有一单相容量为10kVA、额定电压3300/220V 的变压 器。问:(1)变压器的变比;原、副边额定电 流是多少?(2)副边接220V、40W的白炽灯,如变压器 在额定状态下运行,可接多少盏? (3)如果副边接的 是220V、40W、 cos=0.45的日光灯可接多少盏? S N 10 103 3300 解: ( 1) K 3.03A 15 I 1N U 1N 3300 220 S N 10 103 I 2 N KI 1N 45.45A U 2N 220 ( 2) 每盏灯电流 P 40 I 45 . 45 2N 0.18A I 253 (盏) U 220 I 0.18 (3) 每盏灯电流 I 2N 45.45 P 40 0.40A 114 (盏) I I 0.40 U cos 220 0.45
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