期末复习：变压器

1、第五章交变电流第五章交变电流第一节第一节 交变电流交变电流一、交变电流一、交变电流1、交变电流：方向随时间做周期性变化的，叫做交、交变电流：方向随时间做周期性变化的，叫做交变电流，简称变电流，简称交流（交流（AC）。2、直流：方向不随时间变化的，叫做、直流：方向不随时间变化的，叫做直流（直流（DC）。00交流电交流电交流发电机交流发电机二、交变电流的产生二、交变电流的产生（交流发电机）（交流发电机）1、发电机的基本构造、发电机的基本构造2、交变电流的产生、交变电流的产生1、由立体图画出平面图？、由立体图画出平面图？2、甲、甲乙乙丙丙丁丁甲，甲，AB边中电流向哪个方向流动边中电流向哪个方向流动?

2、3、当线圈到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中、当线圈到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？的电流最大？4、从、从E F的的 电流记为正，大致画出电流随时间变化的曲线，并电流记为正，大致画出电流随时间变化的曲线，并标出甲、乙、丙、丁、甲几个位置对应的时刻。标出甲、乙、丙、丁、甲几个位置对应的时刻。2、交变电流的产生、交变电流的产生A(B)D(C)A(B)D(C)D(C)A(B)BD(C)A(B)A(B)D(C)I=0I=0B AI=0ABB AABImIm2、交变电流的产生、交变电流的产生1、中性面、中性面：与磁感线垂直的平面。：与磁感线垂直的平面。2、线圈经

3、过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零；、线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零；线圈平面与磁场平行时，感应电动势最大，感应电流最大。线圈平面与磁场平行时，感应电动势最大，感应电流最大。3、线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次、线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次；线圈每转动一周（交流电的线圈每转动一周（交流电的一个周期一个周期） ，两次经过中性面，两次经过中性面，交流电的交流电的方向改变方向改变两次两次。三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律 设线圈平面设线圈平面从中性面开始计时从中性面开始计时，角速度是，角速度是，AB、CD宽宽L1，AD、BC长长L2 ，磁感应强度

4、是磁感应强度是B。经过经过t，E = ? vA(B)D(C)t=0v1v2（中性面）（中性面）1212sin2() sin2sinsinnEB L vLB LtB StnB St匝三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律 设线圈平面设线圈平面从中性面开始计时从中性面开始计时，角速度是，角速度是，AB、CD宽宽L1，AD、BC长长L2 ，磁感应强度是磁感应强度是B。经过经过t，E = ? mnEnB S匝m=sinEEt1212sin2() sin2sinsinnEB L vLB LtB StnB St匝三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律 1、从中性面开始计时；、从中性面开始计时；

5、2、正弦式电流；、正弦式电流；3、Em峰值，峰值， E瞬时值；瞬时值；4、若线圈给外电阻若线圈给外电阻R供电，线圈本身电阻为供电，线圈本身电阻为r。mmmEUIm=sinUUtm=sinIIt（1）线圈与磁感线垂直时）线圈与磁感线垂直时感应电动势感应电动势_，磁通量，磁通量_。是电流方向是电流方向_的位置。的位置。（2）当线圈与磁感线平行时）当线圈与磁感线平行时感应电动势感应电动势_，磁通量，磁通量_。（3）线圈连续匀速转动的过程中）线圈连续匀速转动的过程中电流的大小和方向都做电流的大小和方向都做_变化。变化。最小最小最大最大最大最大最小最小发生变化发生变化周期性周期性第一节第一节 交变电流交

6、变电流 小结小结一、交变电流一、交变电流二、交变电流的产生二、交变电流的产生（交流发电机）（交流发电机）三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律 121sin() sin2sinsinnEB L vLB LtB StnB St匝mnEnB S匝m=sinEEt从中性面开始转动从中性面开始转动中性面；中性面；一个周期一个周期 ，交流电的方向改变交流电的方向改变两次两次。第五章第五章 交变电流交变电流第二节第二节 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量一、描述交变电流一、描述交变电流变化快慢变化快慢的物理量的物理量1、周期、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。：交变电流完成一次周期性

7、变化所需的时间。用用T表示，单位是秒（表示，单位是秒（s）。）。凡是周期性变化的物理过程，凡是周期性变化的物理过程，都可以用周期描述其变化的都可以用周期描述其变化的快慢。快慢。一、描述交变电流一、描述交变电流变化快慢变化快慢的物理量的物理量2、频率、频率：1 s内交变电流完成周期性变化的次数。内交变电流完成周期性变化的次数。用用 f 表示，单位是赫兹（表示，单位是赫兹（Hz）。）。我国用电的周期为我国用电的周期为0.02s，频率，频率为为50Hz，电流方向每秒改变电流方向每秒改变100次。次。11fTTf或fT22二、描述交变电流描述交变电流大小大小的物理量的物理量 1、峰值、峰值：交变电流在

8、一个周期内所能达到的最大数：交变电流在一个周期内所能达到的最大数值。值。注：所有使用交流的用电器，其最大耐压值应大于注：所有使用交流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交流电压的最大值；其使用的交流电压的最大值；电容器电容器上所标的电压值是电容器两极间所允许电压上所标的电压值是电容器两极间所允许电压的最大值。的最大值。瞬时值瞬时值2、有效值、有效值JJQQQ8 . 2)4 . 24 . 0(2122.8A2.8A1.67A1 1QQI RtIRt2、有效值、有效值（1）定义：让交流和恒定电流分别通过大小相同的）定义：让交流和恒定电流分别通过大小相同的的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热的

9、电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，我们就把这个恒定电流的量相等，我们就把这个恒定电流的I、U叫做这个叫做这个交流的交流的有效值有效值。（2）注意：有效值根据电流的）注意：有效值根据电流的热效应热效应来定义。来定义。一般一般以一个周期的时间来确定有效值的以一个周期的时间来确定有效值的。3、注意、注意（1）通常说照明电路的电压是）通常说照明电路的电压是220v， 指的是指的是有效值有效值。（2）使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定）使用交流的电器设备的铭牌上所标的额定电流和额定电压的数值都是它的电压的数值都是它的有效值有效值。（3）交流电表所测的数值也是）交流电表所测的数值

10、也是有效值有效值。（4）保险丝的熔断电流指的是）保险丝的熔断电流指的是有效值有效值。（5）提到交变电流的数值，无特别说明，都指）提到交变电流的数值，无特别说明，都指有效值有效值。（6）通常电容器所标的耐压值指的是）通常电容器所标的耐压值指的是最大值最大值。4、正弦式电流正弦式电流有效值与最大值之间的关系有效值与最大值之间的关系2mII 2mUU 了解：相位了解：相位5、区分、区分有效值和平均值有效值和平均值、峰值和瞬时值峰值和瞬时值（1）热量）热量有效值有效值 （2）电量）电量平均值平均值 （3）电容器）电容器最大值最大值 （4）瞬时值）瞬时值第二节第二节 描述交变电流的物理量描述交变电流的物

11、理量 小结小结一、描述交变电流一、描述交变电流变化快慢变化快慢的物理量的物理量1、周期、周期 2、频率、频率二、描述交变电流描述交变电流大小大小的物理量的物理量1、峰值、峰值瞬时值瞬时值 2、有效值、有效值3、注意、注意4、正弦式电流正弦式电流有效值与最大值之间的关系有效值与最大值之间的关系5、区分有效值和平均值、峰值和瞬时值、区分有效值和平均值、峰值和瞬时值22mmIIUU第三节 电感和电容对交流电的影响 小结电阻电阻感抗感抗容抗容抗产生产生原因原因在电路在电路中的中的特点特点决定决定因素因素自由电子自由电子与离子碰撞与离子碰撞电感线圈的电感线圈的自感现象自感现象电容器上积累电电容器上积累电

12、荷的反抗作用荷的反抗作用对直流、交流对直流、交流均有阻碍作用均有阻碍作用lRS12CXfC2LXfL通交流，隔直流通交流，隔直流通高频，阻低频通高频，阻低频通直流，阻交流通直流，阻交流通低频，阻高频通低频，阻高频第五章第五章 交变电流交变电流第四节第四节 变压器变压器（一种（一种改变交流电压改变交流电压的电器设备）的电器设备）一、变压器一、变压器1、闭合铁芯；、闭合铁芯； （磁化铁芯，形成闭合磁路）（磁化铁芯，形成闭合磁路）2、原线圈（初级线圈）、原线圈（初级线圈）、 副线圈（次级线圈）；副线圈（次级线圈）；3、电路图中符号电路图中符号4、理想变压器（理想化模型）、理想变压器（理想化模型）（1

13、）忽略漏磁（）忽略漏磁（磁损磁损） 1 = 2 （2）忽略线圈导线电阻产生的热能（）忽略线圈导线电阻产生的热能（铜损铜损）（3）忽略铁芯因涡流产生的热能（）忽略铁芯因涡流产生的热能（铁损铁损）二、工作原理二、工作原理1、互感现象、互感现象从能量转化的角度看，从能量转化的角度看，变压器变压器不能产生电能，它只是通过不能产生电能，它只是通过磁场传输电能磁场传输电能 。二、工作原理二、工作原理1、互感现象、互感现象2、变压规律、变压规律3、变流规律、变流规律11111222221111122222EnUEtUEEntEnUnEnUn12121 12221InPPU IU IIn（只适用于（只适用于一

14、个副线圈一个副线圈）321321:nnnUUU332211UIUIUI332211nInInIn1n2U2I2U1I1n3I3U3123PPP4、多个副线圈、多个副线圈三、几种常见变压器三、几种常见变压器1、自耦变压器、自耦变压器（原副线圈共用一个线圈）（原副线圈共用一个线圈）2、互感器、互感器U1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器n1n2n1n2四、变压器中的四、变压器中的因果关系因果关系1、U1决定决定U22、P2决定决定P13、I2决定决定I1电源电源n2n1I2I2U2RU2U1U2P2P1I1第四节第四节 变压器变压器 小结小结一、变压器一、变压器二

15、、工作原理二、工作原理三、几种常见变压器三、几种常见变压器四、变压器中的四、变压器中的因果关系因果关系1122UnUn1221InInPP入出第五章第五章 交变电流交变电流第五节第五节 电能的输送电能的输送一、输电线路上的损失一、输电线路上的损失1 1、电能电能的损失的损失 当电流通过输电线时，产生热量当电流通过输电线时，产生热量Q，损失一部分，损失一部分电能。电能。rIP2减少减少电能损失电能损失的方法的方法 减小输电线的电阻减小输电线的电阻 rrIP2SLr减少减少电能损失电能损失的方法的方法 减小输电线的电阻减小输电线的电阻 r 减小输电线电流减小输电线电流 I rIP2SLr输输线UP

16、I【例例】把功率把功率200kW的电能输送到的电能输送到40km以外的地方，以外的地方，输电线上的总电阻为输电线上的总电阻为0.1。1、用、用200V的电压输电，损失的功率占总功率的百分的电压输电，损失的功率占总功率的百分之几？之几？2、要使功率损耗降为输电功率的、要使功率损耗降为输电功率的25%，导线的截面，导线的截面积需提高为积需提高为0.1的几倍？的几倍？3、用用400V的电压输电，损失的功率占总功率的百分的电压输电，损失的功率占总功率的百分之几？之几？3、用、用2 kV的电压输电，损失的功率占总功率的百分的电压输电，损失的功率占总功率的百分之几？之几？50%0.5%2倍倍12.5%减少

17、减少电能损失电能损失的方法的方法 减小输电线的电阻减小输电线的电阻 r 减小输电线电流减小输电线电流 I rIP2SLr输输线UPI提高输电电压提高输电电压是减少电能损失的行之有效的办法是减少电能损失的行之有效的办法一、输电线路上的损失一、输电线路上的损失2 2、电压电压的损失的损失 输电线路，始端电压输电线路，始端电压U 跟末端电压跟末端电压U的差值，称的差值，称为输电线路上的电压损失，为输电线路上的电压损失， U U U。 UUU UI r减少减少电压损失电压损失的方法的方法 减小输电线的电阻减小输电线的电阻 r 减小输电线电流减小输电线电流 I SLr输输线UPI提高输电电压提高输电电压

18、是减少是减少电压电压损失的行之有效的办法损失的行之有效的办法 UIr高压输电的基本环节高压输电的基本环节 发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压器用户用户发电站发电站升压变压器升压变压器高压输电线高压输电线降压变压器降压变压器用户用户 14223UUUURIF rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器二、远距离输电的原理二、远距离输电的原理1、功率关系、功率关系2、电压关系、电压关系升压变压器：升压变压器： P1=P2降压变压器：降压变压器：P3=P4传输过程：传输过程：P2=Pr+P3升压变压器：升压变压器： 降

19、压变压器：降压变压器：传输过程：传输过程：14223UUUURIF rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器3、电流关系、电流关系传输过程：传输过程：降压变压器：降压变压器：升压变压器：升压变压器： 4、损耗的功率、损耗的功率2223223rPPPI rrrUU（） （）14223UUUURIF线线 rI1 I3I4n1n2n3n4P1P2P3P4升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器输送距离输送距离送电电压送电电压送电方式送电方式100KW以下以下几百米以内几百米以内220V低压送电低压送电几千千瓦几千千瓦几万千瓦几万千瓦几十千米几十千米上百千米上百千米35kv或者或者110kv高压送电高压送电10万千瓦以上万千瓦以上 几百千米以上几百千米以