电工学磁路与铁心线圈电路学习教案

1、会计学1电工学磁路电工学磁路(c l)与铁心线圈电路与铁心线圈电路第一页，共87页。第1页/共86页第二页，共87页。lIFB 第2页/共86页第三页，共87页。 BH 第3页/共86页第四页，共87页。lH d IlHdlINH 或或第4页/共86页第五页，共87页。xHlHlHxxx 2d NII NIx2Hx IlH d第5页/共86页第六页，共87页。xxlNIx2NIH 第6页/共86页第七页，共87页。H/m10470 0r 0BB HH0 第7页/共86页第八页，共87页。xxlNIH xxxlNIHB 第8页/共86页第九页，共87页。lNIH SB , 第9页/共86页第十页

2、，共87页。第10页/共86页第十一页，共87页。第11页/共86页第十二页，共87页。第12页/共86页第十三页，共87页。第13页/共86页第十四页，共87页。第14页/共86页第十五页，共87页。第15页/共86页第十六页，共87页。第16页/共86页第十七页，共87页。+NIfNSS第17页/共86页第十八页，共87页。lSlHlNI B IlH d第18页/共86页第十九页，共87页。mRF SlNI mRF 第19页/共86页第二十页，共87页。SlR mSlNIRF mSlR SlEREI 第20页/共86页第二十一页，共87页。第21页/共86页第二十二页，共87页。nn221

3、1lHlHlHNI niiilHNI1第22页/共86页第二十三页，共87页。nnSBBSB , . , S , 2211 niiilHNI1第23页/共86页第二十四页，共87页。 A 5133004509000.NHlI A 390300450260.NHlI 第24页/共86页第二十五页，共87页。第25页/共86页第二十六页，共87页。 A/m102 . 71049 . 057000 BH cm 390.2- 2391 .ll cm 23921510.l 第26页/共86页第二十七页，共87页。A 16351951440110 lHHNI A 144010201027250 .H A

4、1951039500211 lH163511635 ININ第27页/共86页第二十八页，共87页。u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通势）（磁通势）tiLdd 常常数数 iNL第28页/共86页第二十九页，共87页。eeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIXIR 第29页/共86页第三十页，共87页。t, sinm )sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRU 第30页/共86页第三十一页，共87页

5、。第31页/共86页第三十二页，共87页。第32页/共86页第三十三页，共87页。Fe2cosPRIUIP 第33页/共86页第三十四页，共87页。eu 第34页/共86页第三十五页，共87页。eu 2Fe0IPR 2Fe0IQX IUIUXRZ 20200第35页/共86页第三十六页，共87页。11404220100cos.UIP 554220 IUZ0R.IPRRR 25641002200X.RXXX 6 5425655Z22220第36页/共86页第三十七页，共87页。2cm 527910230.S 3001052721504442204444m .SfB.UN /p>

6、022m NlHI第37页/共86页第三十八页，共87页。 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统变压器是一种常见的电气设备，在电力系统(din l x tn)和电子线路中应用广泛。和电子线路中应用广泛。变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电流互感器电流互感器 在能量传输过程中，当输送在能量传输过程中，当输送(sh sn)功率功率P =UI cos 及负载功率因数及负载功率因数cos 一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）U I P = I RlI S第38页/共86页第三十九页，共87

7、页。 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380 / 220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压第39页/共86页第四十页，共87页。第40页/共86页第四十一页，共87页。变压器的磁路变压器的磁路(c l)1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm铁心铁心一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心第41页/共86页第四十二页，共87页。第42页/共86页第四十三页，共87页。第43页/共86页第四十四页，共87页。1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器

8、+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心第44页/共86页第四十五页，共87页。一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路二次侧开路(kil)。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势产生的。产生的。第45页/共86页第四十六页，共87页。一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧接负载二次侧接负载(fzi)。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22

9、 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有载时，铁心中主有载时，铁心中主磁通磁通 是是由一次、由一次、二次绕组磁通势共二次绕组磁通势共同产生的合成磁通同产生的合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 第46页/共86页第四十七页，共87页。t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 第47页/共86页第四十八页，共87页。根据根据(gnj)KVL：1111111111jEIXIREE

10、IRU 变压器一次侧等效电路变压器一次侧等效电路1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻(dinz) R1 和感抗和感抗 X1 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两其两端的电压也较小端的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E1比较可忽略不计，则比较可忽略不计，则一次侧一次侧一次侧一次侧11eu 第48页/共86页第四十九页，共87页。KNNEEUU 21212012m220224440Nf.EUU,I 结论：改变匝数比，就能改变输出结论：改变匝数比，就能改变输出(shch)电压。电压。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+第49页/共86页第五

11、十页，共87页。ABCXYZabczyx高压高压(goy)绕组：绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端/000YYYYYYYY、：高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法:YY0/三相配电变压器三相配电变压器: Y/动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）: Y0/第50页/共86页第五十一页，共87页。A311PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P2133第51页/共86页第五十二页，共87页。A311PUU

12、 CB1UKUUU312P2 abc+KUUUUUUPPPP333212121 第52页/共86页第五十三页，共87页。2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u第53页/共86页第五十四页，共87页。一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 结论结论(jiln)：一次、二次侧电流与匝数成反比。：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：或：221011NiNiNi 22Ni102211NiN

13、iNi 空载空载(kn zi)磁势磁势有载磁势有载磁势第54页/共86页第五十五页，共87页。第55页/共86页第五十六页，共87页。22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗变压器一次侧的等效阻抗(zkng)模，模，为二次侧所带负载的阻抗为二次侧所带负载的阻抗(zkng)模的模的K 2 倍倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +第56页/共86页第五十七页，共87页。：信号源信号源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动势势 E= 120V，内阻，

14、内阻 R 0=800 ，负载为扬声器，其等效电阻负载为扬声器，其等效电阻为为RL=8 。要求。要求: （1）当）当RL折折算到原边的等效电阻算到原边的等效电阻时，变压器的匝数比和信号源时，变压器的匝数比和信号源输出的功率；（输出的功率；（2）当将负载）当将负载直接与信号源联接时直接与信号源联接时,信号源输信号源输出多大功率？出多大功率？0LRR 第57页/共86页第五十八页，共87页。 W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2）将负载直接）将负载直接(zhji)接到信号源上时，输出功率为：接到信号源上时，输出功率为：

15、第58页/共86页第五十九页，共87页。 变压器额定容量变压器额定容量(KVA)S:三相三相D:单相单相 第59页/共86页第六十页，共87页。第60页/共86页第六十一页，共87页。N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次侧输入功率：一次侧输入功率： cos222IUP 输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质第61页/共86页第六十二页，共87页。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O第62页/共86页第六十三页，共87页。 FeCu

16、2212PPPPPP 输出功率输出功率输入功率输入功率第63页/共86页第六十四页，共87页。 U2|ZL |I2 = 2230.966= 224 A= 5.15 A I2kI1 =第64页/共86页第六十五页，共87页。第65页/共86页第六十六页，共87页。A1605 . 022040440cos)1(22 UPnI日日A33. 516066002202N12N2121 IUUINNIA160A27.227220/50000/)2(2NN2N USI第66页/共86页第六十七页，共87页。W17600W250005 . 050000cos2 日日或或nPSPN 未未满满载载盏盏或或日日18

17、5440625440405 . 050000cos1 nPSnN 4405.0220/4027.227cos/2NN21 nUPIn 日日盏盏185440625 var30484.5)tg(arccos040440tg 日日日日nPnQQW3963230484500002222 QSPN盏盏炽炽日日5504044040396322 PnPPn第67页/共86页第六十八页，共87页。A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 第68页/共86页第六十九页，共87页。0033CuFe22119724006001010010100.PPPP

18、 0033216 .9724002160010100211010021 2 第69页/共86页第七十页，共87页。KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+第70页/共86页第七十一页，共87页。电压表电压表被测电压被测电压(diny)=电压电压(diny)表读数表读数 N1/N2VR N1（匝数多（匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少（匝数少）u（被测电压）（被测电压）第71页/共86页第七十二页，共87页。电流表电流表被测电流被测电流(dinli)=电流电流(dinli)表读数表读数 N2/N1（被测电流）（被测电流）ARi1i2第72页/共86页第七十三页

19、，共87页。 AXax Aax用用“”或或“*”表表示示同极性端。同极性端。增加增加+ 第73页/共86页第七十四页，共87页。联接联接(lin ji) 23 Nf.Um2444220 NN1324 NN1324 联接联接 13，2 4ii Nf.U444110m 当电源电压为当电源电压为220V时：时：220u+110u+电源电压为电源电压为110V时：时：第74页/共86页第七十五页，共87页。iuNN1324 Ni2220 Ni 1102220110 ii+第75页/共86页第七十六页，共87页。两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消原因：原因：电流电流 很大很大11Rui 1111eRiu 感应电势感应电势0e1324NNi +u第76页/共86页第七十七页，共87页。第77页/共86页第七十八页，共87页。