第三章 磁路与变压器

1、磁力线：磁力线：用磁力线的疏密来表示磁场的强弱，用用磁力线的疏密来表示磁场的强弱，用磁力线上任何一点的切线方向来表示该磁力线上任何一点的切线方向来表示该点的磁场方向点的磁场方向FBI LH/m10470 注意注意 BH 3.2.23.2.2铁磁材料的分类铁磁材料的分类 7210FB S8N 法拉第法拉第（Michael Michael Faraday, 1791-1867Faraday, 1791-1867），伟大的英），伟大的英国物理学家和化学家国物理学家和化学家. .他创造性地提他创造性地提出场的思想，磁场这一名称是法拉出场的思想，磁场这一名称是法拉第最早引入的第最早引入的. .他是电磁理

2、论的创始他是电磁理论的创始人之一，于人之一，于18311831年发现电磁感应现年发现电磁感应现象，后又相继发现电解定律，物质象，后又相继发现电解定律，物质的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振的抗磁性和顺磁性，以及光的偏振面在磁场中的旋转面在磁场中的旋转. .3.4.1 3.4.1 电磁感应电磁感应试验说明：当导体在磁场中作相对运动而切割磁力线，或试验说明：当导体在磁场中作相对运动而切割磁力线，或者通过线圈的磁通量发生变化时，导体或线圈中就会产生者通过线圈的磁通量发生变化时，导体或线圈中就会产生电动势，如果导体或线圈是闭合的，就会有电流通过。这电动势，如果导体或线圈是闭合的，就会有电流通过。这种现象就

3、称为种现象就称为电磁感应电磁感应。3.4.2 3.4.2 感应电动势大小和方向感应电动势大小和方向eBLvdeNdt3.4.3 3.4.3 自感与互感自感与互感LdeNdt NLi单位：亨利（单位：亨利（H H）()Ld LidieLdtdt 当紧靠的两个线圈，其中一个线圈流入变化的电流时，发当紧靠的两个线圈，其中一个线圈流入变化的电流时，发现另一个线圈回路中电流表的指针发生偏转，说明该线圈现另一个线圈回路中电流表的指针发生偏转，说明该线圈两端产生了感应电动势，这一现象叫做互感现象。两端产生了感应电动势，这一现象叫做互感现象。 变压器是静止的电磁器械，在电力系统和电子线路中应用广变压器是静止的

4、电磁器械，在电力系统和电子线路中应用广泛。泛。 它利用电磁感应原理，将一种交流电转变为它利用电磁感应原理，将一种交流电转变为另一种或几种频率相同、大小不同的交流电。另一种或几种频率相同、大小不同的交流电。 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降压降压降压降压变压器的磁路变压器的磁路1u2uLZ1i2i变压器变压器+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1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕

5、组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心变压器的结构变压器的结构单相变压器三相电力变压器1一信号式温度计；2一吸湿器；3一储油柜；4一油表；5一安全气边；6一气体继电器；7一高压套管；8一低压套管；9一分接开关；10一油箱；11铁心；12线圈；13放油阀门3.5.23.5.2变压器的空载运行变压器的空载运行一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。0i02i1u+20u+2e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1tNedd 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。t)sin(tNtNm111

6、dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 根据根据KVL：1111111111jEIXIREEIRU 变压器一次侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端其两端的电压也较小的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，比较可忽略不计，则则1E1R1I1U1E+一次侧一次侧一次侧一次侧KNNEEUU 21212012m2202

7、24440Nf.EUU,I 222222222jUIXIRUEIRE 22U1u1e1e1N2N一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧。1u+1e+1e+ 11N2N i1有载时，铁心中主磁通有载时，铁心中主磁通 是是由一次、二次绕组由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。磁通势共同产生的合成磁通。 2i2+e2+e 2+u21m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u2211 NiNi 所所以以2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 221011NiNiNi 102211NiNiNi 22I

8、UZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 1U2U1I2IZ1U1IZ ：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= 10V，内阻，内阻 R 0=200 ，负载为扬声器，其等效电阻为负载为扬声器，其等效电阻为RL=8 。要求。要求: （1）当）当RL折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻 时，求变压器的匝数比和信号时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（源输出的功率；（2）当将负）当将负载直接与信号源联接时载直接与信号源联接时,信号信号源输出多大功率？源输出多大功率？

9、0LRR W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，为：为： Nf.Um2444220 NNNNii Nf.U444110m 220u110u11Rui 1111eRiu 0eNNiuXx电流表电流表+_A a+SAXax+_S2e+axAaAXUUU、UUUAaAXaxUUUAaAXaxAXu三 相 变 压 器zCcZYbByXaAx三相电力变压器结构示意图b (a) Y/Yo连接U131UkU31kUU12ABCabc (b) Y/连接U131UkUU312ABCac三相变压器的两种接法及电压的变换关系三相变压器

10、的两种接法及电压的变换关系11 11cosPU I2222cosPU I12PPP12100PPZ+u1+u2N1N2特点：次级绕组是初级绕组的一部分，初特点：次级绕组是初级绕组的一部分，初级绕组和次级绕组之间不但有磁的联系，级绕组和次级绕组之间不但有磁的联系，也有电的联系。也有电的联系。kNNUU2121kNNII11221 (1)电压互感器：将电压互感器匝数多电压互感器：将电压互感器匝数多的初级绕组接入要测的高压电路，把电压的初级绕组接入要测的高压电路，把电压表接入次级绕组。表接入次级绕组。kNNUU2121Vu+例：例：1122101001000UNUN12100UU (2)电流互感器：把匝数少的绕组与被测线电流互感器：把匝数少的绕组与被测线路的负载相串联，匝数较多的次级绕组与电流路的负载相串联，匝数较多的