变压器的工作原理

1、,.课题变压器的工作原理课型新授授课日期授课总课教具时数时数使用教学目标掌握变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关系，能做相应的计算。教学重点利用变压器的电压变换、 电流变换和阻抗变换的关系做相应的计算。变压器和 难 点的工作原理。学情变压器的工作原理是个难点，须要复习电磁感应这部分知识，然后逐步导人分析新知识。变压器的工作原理一、变压器的工作原理板书设计变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势。1变换交流电压U1N1KU 2N 22变换交流电流I1N 21I 2N1KN123变换交流阻抗 Z1Z2K2Z2N 2二、变压器的外特

2、性和电压变化率1变压器的外特性2电压的变化率教学后记;.,.教学过程：一、导入新课复习回忆变压器的知识点二、讲授新课变压器的工作原理一、变压器的工作原理变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图所示。1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、副线圈中交变的磁通可视为相同。设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，磁通为，感应电动势为N1，N 2E1E2tt由此得E1N1E2N 2图变压器空载运行原理图忽略线圈内阻得U 1N1KU 2N 2上式中 K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之

3、比等于匝数比。;.,.如果 N1 < N2， K < 1 ，电压上升，称为升压变压器。如果 N1 > N2， K >1，电压下降，称为降压变压器。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P1 = P2，由交流电功率的公式可得U1 I 1 cos1=U2 I 2 cos2式中 cos1原线圈电路的功率因数；cos2副线圈电路的功率因数。1，2 相差很小，可认为相等，因此得到UI1 =UI12 2I 1N 21I 2N1K可见，变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。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

4、的导线绕制。这是在外观上区别变压器高、低压饶组的方法。3变换交流阻抗设变压器初级输入阻抗为| Z1| ，次级负载阻抗为| Z2| ，则Z1N1U2，I1N 2I 2代入，得将 U 1N1N 2U 1I 1;.,.N12Z1U 2N 2I 2因为U2Z 2I 2N12所以Z 1Z2K2 Z2N 2可见，次级接上负载| Z2| 时，相当于电源接上阻抗为K2| Z2| 的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。【例】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。解 1：次级电流I 2U

5、 21102 Z 255初级电流KN1U 12202N2U 2110I 1I 221K2输入阻抗Z 1U 1220220I11解 2：变压比KN1U 12202N 2U 2110;.,.N12输入阻抗Z1Z2 K2Z2 4 55 220N2【例】有一信号源的电动势为 1V ，内阻为 600 ，负载电阻为 150 。欲使负载获得最大功率，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，如图 11-4所示。问：变压器变压比，初、次级电流各为多少?图例图图变压器外特性曲线解 : 负载电阻 R2 = 150，变压器的输入电阻R1 = R0 = 600 ，则变比应为KN1R1

6、6002N2R2150初、次级电流分别为I 1R0ER110.83 10 3 A 0.83 mA600600I 2N1I12 0.831.66 mAN 2二、 变压器的外特性和电压变化率1变压器的外特性变压器外特性就是当变压器的初级电压U1 和负载的功率因数都一定时，次级电压U2随次级电流I 2 变化的关系，如图11-5 所示。由变压器外特性曲线图可见：;.,.(1) I2=0 时，U2= U2N。(2) 当负载为电阻性和电感性时，随着I 2 的增大， U2 逐渐下降。在相同的负载电流情况下， U2 的下降程度与功率因数cos有关。(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，常常在电感性负载两端并联一定容量的电容器，以提高负载的功率因数cos。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U2N和有载时