电工电子技术全套29121ppt课件

.,第3章磁路与变压器,3.2交流铁心线圈电路,3.3变压器(自学为主),3.1磁路,.,3.1磁路,+u,磁路：主磁通所经过的闭合路径。,.,磁场的特性可用磁通、磁感应强度、磁场强度、磁导率等几个物理量表示。,一、磁通磁场中穿过某一截面积S的磁感应线数，称为通过该面积的磁通量。磁感应线上每一点的切线方向既为该点的磁场方向。,的单位：伏秒，通称为韦伯Wb或麦克斯韦Mx1Wb108Mx,3.1.1磁场的基本物理量,.,如磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。,二、磁感应强度,与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。,B的单位：特斯拉（T）的单位：韦伯,矢量,BS,磁力线的疏密程度，反映了该处磁场的强弱。,.,三、磁场强度,磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。,H的单位：安米的单位：亨米,矢量,.,真空中的磁导率为常数,四、磁导率磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。,.,一般材料的磁导率和真空磁导率0的比值，称为该物质的相对磁导率r,或,.,磁性材料的磁性能,一、高导磁性指磁性材料的磁导率很高，r1，使其具有被强烈磁化的特性。,3.1.2磁性材料的磁性能,高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性,磁性物质的磁化,.,二、磁饱和性当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。,磁化曲线,注:当有磁性物质存在时B与H不成比例,与I也不成比例。,B,，,B,H,O,.,三、磁滞性当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。,磁滞回线,剩磁：当线圈中电流减到零（H0），铁心在磁化时所获的磁性还未完全消失，这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度Br,Br,.,Br,Hc,H（I）,B(),0,铁磁材料分类：,软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）,永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）,矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。,.,安培环路定律（全电流定律）：磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和。即,3.1.3磁路及其分析,电流方向和磁场强度的方向符合右手定则，电流取正；否则取负。,.,在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：,.,磁路的欧姆定律,对于环形线圈,磁路的欧姆定律,说明,F=NI为磁通势Rm为磁阻l为磁路的平均长度S为磁路的截面积,.,磁路和电路的比较（一）,磁路,电路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁压降,磁通势,U,.,基本定律,磁阻,磁感应强度,安培环路定律,磁路,I,N,欧姆定律,电阻,电流强度,克氏电压定律,克氏电流定律,磁路与电路的比较(二),电路,R,+,_,E,I,.,一.电磁关系,铁心线圈的交流电路,3.2交流铁心线圈电路,.,电路方程：,一般情况下很小,二、交流磁路的分析,：主磁通,：漏磁通,u,i,-+,-+,+-,.,假设,则,有效值,.,变压器是变换各种交流电压的电器。它是利用电磁感应定律并通过磁路的耦合作用,把某一个数量级的交流电压，变换成同频率的另一个数量级的交流电压的能量变换装置。,3.3变压器,.,S9-M-400/10配电变压器,变压器的分类,.,N1,变压器的基本结构,一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。,.,设变压器空载运行,一次侧接交流电源，二次侧开路。,空载时，铁心中主磁通是由一次绕组磁通势产生的。,1.电压变换,3.3.1变压器的工作原理,.,结论：改变匝数比，就能改变输出电压。,K为变比,原、副边电压关系,根据交流铁心线圈电路的分析可得：,时,（变电压）,.,带负载运行情况,一次侧接交流电源，二次侧接负载。,有载时，铁心中主磁通是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。,2.电流变换,.,由上式，若U1、f不变，则m基本不变，近于常数。,空载磁势：,有载磁势：,=,.,磁势平衡式：,或,结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。,.,+,+,由图可知：,结论：变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的K2倍。,3.阻抗变换,.,阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率。,设：,信号电压的有效值:,U1=50V;,信号内阻：,Rs=100,;,负载为扬声器，等效电阻：RL=8。,求：负载上得到的功率,解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：,.,（2）将负载通过变压器接到信号源上。,输出功率为：,结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条件（信号源内、外阻抗差不多相等）。,.,额定电压变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允许的电压值。,额定电流变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。,二、变压器的铭牌数据（以单相变压器为例）,U2N应比满载运行时的输出电压U2高出510%,.,额定容量传送功率的最大能力。,（理想）,二、变压器的铭牌数据,三相变压器,单相变压器,（理想）,.,3.3.2变压器的等值电路及外特性,1.变压器的等值电路,（1）空载运行等值电路,（2）负载运行等值电路,XS1漏磁感抗,Xm励磁感抗,.,I2,n,ZL,U2,U1,I1,Z0,cos=0.8,cos=1,1,0,U2/U2N,I2/I2N,1,外特性U2=f(I2),2.变压器的外特性,.,1.损耗P=PCu+PFe,2.效率,通常大于95%,3.3.3变压器的损耗与效率,P2变压器的输出功率,P1变压器的输入功率,.,注意：变压器几个功率的关系,变压器的功率因数,变压器的效率,.,1、自耦变压器,3.3.4特殊变压器简介,使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：原、副边千万不能对调使用，以防变压器损坏。,.,2.电流互感器用低量程的电流表测大电流,被测电流=电流表读数N2/N1,1.副边不能开路，以防产生高电压；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过压。,使用注意事