电工电子技术与技能课件：变压器

变压器

模块一磁场及电磁知识模块二变压器的结构和原理1.了解磁场的特性及磁场的基本概念。2.了解电流的磁场，以及电流与磁场的关系。。3.掌握磁场对电流的作用力及左手定则。4.理解电磁感应现象，掌握右手定则和楞次定律模块一磁场及电磁知识【学习目标】

【能力目标】

1.能够用用安培定则判定电流周围的磁场。2、能够用左手定则判定磁场对电流的作用力方向。3、熟练运用右手定则和楞次定律判定感生电流的方向。【知识探究】

1.磁场的基础概念

模块一磁场及电磁知识

具有吸引铁、钴、镍等物质的性质成为磁性。具有磁性的物质称为磁体。磁体上磁性最强的地方成为磁极。磁体有两个磁极即N极和S极。磁极之间具有同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的特性。磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。模块一磁场及电磁知识

磁场是一种看不见、而又摸不着的特殊物质。在磁场中，小磁针静止时N极所指的方向，就是该点磁场的方向。如图所示，磁感线形象直观地描述出了磁场分布的情况。（a）条形磁铁(b)蹄型磁铁

2．电流的磁场通电直导线的磁场

通电导线中的电流方向决定了该导线周围磁场的方向。通电直导线中电流的磁感线方向与电流方向之间的关系可以用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定。用右于握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。模块一磁场及电磁知识

通电直导线的磁场模块一磁场及电磁知识

通电螺线管产生的磁场

通电直导线中电流的磁感线方向与电流方向之间的关系可以用安培定则(也称右手螺旋定则)来判定。模块一磁场及电磁知识

磁场对电流的作用力称为安培力。当导体垂直于磁场方向放置时，导线所受的安培力的大小与导体中电流的大小成正比，与导体在磁场中的有效长度成正比，与通电导体所在位置的磁感应强度成正比。

模块一磁场及电磁知识

3．磁场对通电导体的作用力模块一磁场及电磁知识

图5-1-4通电导体在磁场中受力

方向可以用左手定则（如下图）来判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

模块一磁场及电磁知识

4．电磁感应如图所示的实验，让导体AB在磁场中向前或向后运动，电流表的指针发生偏转，表明电路中有了电流。导体静止或上下运动时，电流表指针不偏转，电路中没电电流。可见：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中就有电流产生只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。引起磁通量发生变化的原因有两方面，面积S变化或磁感应强度B变化。模块一磁场及电磁知识

右手定则当闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向之间的关系，用右手定则判断。伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体运动方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。模块一磁场及电磁知识

楞次定律感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。步骤：首先判明闭合回路的原磁通量是沿什么方向，发生着什么变化(增加还是减少)；然后根据楞次定律来确定感应电流所激发的磁场是沿什么方向(与原来的磁场方向是反向还是同向)；最后根据安培定则确定感应电流的方向。模块一磁场及电磁知识

【课堂小结】一、磁场二、电流的磁场1．通电直导线2．通电螺线管三、安培力四、电磁感应

模块一磁场及电磁知识

变压器

模块一磁场及电磁知识模块二变压器的结构和原理1.了解变压器的基本结构、分类和作用。2.理解变压器的工作原理。3.掌握变压器的变压、变流计算。4.了解变压器的外特性、损耗及效率。

5.了解单相变压器的极性及判别。模块二变压器的结构和原理

【学习目标】

【能力目标】

1.能对变压器变压、变流的基本运算。2.能够判别变压器的极性。【知识探究】

变压器是根据互感原理工作的电磁装置。可以将某一数值的交流电转化为同频率的另一电压数值的交流电。模块二变压器的结构和原理

在日常生活和生产中，常常需要各种不同的交流电压。例如：工厂中常用的三相异步电动机需要380V或者220V电压，照明电路和家用电器需要220V电压，机床照明、低压电钻等需要36V以下电压，高压输电采用110KV、220KV电压等。这些都是通过变压器变换而得的。1.变压器的作用和种类

模块二变压器的结构和原理

模块二变压器的结构和原理

分类：1）按用途：电力变压器和特种变压器2）按铁芯结构：壳式变压器和心式变压器3）按相数：单相、三相和多相变压器(a)芯式(b)壳式

2.变压器的基本结构

模块二变压器的结构和原理铁心是磁路部分。一般用0.35mm厚的冷轧硅钢片叠成，分为心式和壳式两大类。绕组是电路部分。由漆包线或绝缘的扁铜线绕制而成，分为一次绕组和二次绕组。

3.变压器的工作原理

模块二变压器的结构和原理

变压器是按电磁原理工作的。变压器的一次绕组接在交流电源上，在一次侧中就有交流电流通过，交变电流将在铁芯中产生交变磁通，这个变化的磁通经过闭合的磁路同时穿过一次侧和二次侧绕组。交变的磁通将在绕组中产生感生电动势，即一次侧产生自感电动势，二次侧产生互感电动势。如果在二次侧接上负载，负载就可以工作了。这时二次侧相当于电源一样。变电压原理模块二变压器的结构和原理

当N1＞N2时，K＞1，U1＞U2，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器；当N1＜N2时，K＜1，U1＜U2，变压器升压，这种变压器叫升压变压器。变电流原理模块二变压器的结构和原理

4.变压器的外特性外特性模块二变压器的结构和原理5.变压器的损耗和效率一次输入功率二次输出功率损耗损耗包括：铁损耗（不变损耗）和铜损耗（可变损耗）。变压器铁心中磁滞损耗和涡流损耗称为铁损耗。铜损耗与电流的平方成正比。模块二变压器的结构和原理

变压器的效率：输出有功功率P2与输入有功功率P1的比值，计算公式为模块二变压器的结构和原理

6.单相变压器绕组的极性测定变压器绕组的极性是指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用同名端来标记。同名端用符号星号“*”或黑点“.”表示模块二变压器的结构和原理

模块二变压器的结构和原理

判定方法：（1）直观法：由绕制方法决定的，如图所示，用右手螺旋法则判定，从绕组的某一端通入电流，产生的磁通方向一致的端即为同名端（左图中1,3或2,4,右图中1,4或2,3）。同名端的绕向一致。

模块二变压器的结构和原理（2）直流法如图所示，当开关S闭合时，如果电流表正偏，则A--a为同名端，反之，当开关S闭合时，如果电流表反偏，则A--x为同名端。

模块二变压器的结构和原理（3）交流法如图所示，将2,4两端用导线连接起来，在1,3端加一低电压。如果U3=U1-U2,则1,3（2,4）为同名端。如果U3=U1+U2，则1,4（2,3）为同名模块二变压器的结构和原理

【知识拓展】

铭牌模块二变压器的结构和原理【知识拓展】

额定值额定电压：

U1N是指变压器正常工作时加在一次绕组上的电压；U2N是指一次侧加U1N