1、2. 了解變壓器的基本結構、工作原理、運行特性和了解變壓器的基本結構、工作原理、運行特性和繞組的同極性端，理解變壓器額定值的意義繞組的同極性端，理解變壓器額定值的意義;3. 掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用;4. .了解三相電壓的變換方法了解三相電壓的變換方法;5. 了解電磁鐵的基本工作原理及其應用知識。了解電磁鐵的基本工作原理及其應用知識。1. 理解磁場的基本物理量的意義，了解磁性材料的理解磁場的基本物理量的意義，了解磁性材料的基本知識及磁路的基本定律，會分析計算交流鐵基本知識及磁路的基本定律，會分析計算交流鐵心線圈電路心線圈電路; 在很多電工設備（如變壓

2、器、電機、電磁鐵、電在很多電工設備（如變壓器、電機、電磁鐵、電工測量儀器等）中，不僅有電路的問題，同時還有磁工測量儀器等）中，不僅有電路的問題，同時還有磁路的問題。只有同時掌握了電路和磁路的基本理論，路的問題。只有同時掌握了電路和磁路的基本理論，才能對以上電工設備進行全面分析。才能對以上電工設備進行全面分析。 在電機、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材在電機、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導率比周圍空氣料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導率比周圍空氣或其它物質的磁導率高的多，或其它物質的磁導率高的多，磁通的絕大部分經過磁通的絕大部分經過鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑

3、稱為磁路。鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑稱為磁路。四極直流電機和交流接觸器的磁路四極直流電機和交流接觸器的磁路 FB H/m10470 HBmHmsmAsVmAmWb /2位位的的單單即：即：0r lAlBHlNI IHdlmRF 式中：式中：F = NI 為磁通勢，由其產生磁通；為磁通勢，由其產生磁通； Rm : 磁阻，表示磁路對磁通的阻礙作用；磁阻，表示磁路對磁通的阻礙作用； l : 磁路的平均長度；磁路的平均長度； A: 磁路的截面積。磁路的截面積。 若某磁路的磁通為若某磁路的磁通為 ，磁通勢為磁通勢為F ，磁阻為，磁阻為Rm，AlNI mRF 則則nn2211lHlHlHNI nlH

4、NI1iii ,lH,lH2211 , . , , nn2211ABABAB nlHNI1iii A 5133004509000.NHlI A 390300450260.NHlI cm 23921510.l A19510)20239(500211 .lH A/m10271049057000 .BH A 16351951440110 lHHNI A 144010201027250 .H 163511635 ININu)( Nii ddtNe tNedd (磁通勢磁通勢)tiLdd 常常數數 iNLeeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIXIR t, sinm )sin(

5、ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmAfNB.fN.EU Fe2PRIcosUIP 2Fe0IPR 2Fe0IQX IUIUXRZ 2020011404220100cos.UIP 554220 IUZ0RIPRRR 25. 64100220022220 6 5425655X.RZXXX 2cm 527910230.A 3001052721504442204444m .AfB.UN A13002106070022m NlHI 變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統和電變壓器是一

6、種常見的電氣設備，在電力系統和電子線路中應用廣泛。子線路中應用廣泛。變電壓：變電壓：電力系統電力系統 變阻抗：變阻抗：電子線路中的阻抗匹配電子線路中的阻抗匹配變電流：變電流：電流互感器電流互感器 ： 在能量傳輸過程中，當輸送功率在能量傳輸過程中，當輸送功率P =UI cos 及及負載功率因數負載功率因數cos 一定時：一定時：電能損耗小電能損耗小節省金屬材料（經濟）節省金屬材料（經濟）U I P = I RlI A 發電廠發電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓儀器儀器36V降壓降壓實驗室實驗室380 / 220V降壓降壓變電站變電站 10kV降壓降壓降壓降壓高燃點全密封變壓器高燃點全

7、密封變壓器 變壓器的磁路變壓器的磁路由高導磁硅鋼片疊成由高導磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心單相變壓器單相變壓器一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心單相變壓器單相變壓器(1) 空載運行情況空載運行情況一次側接交流電源，一次側接交流電源，二次側開路。二次側開路。1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空載時，空載時，鐵心中主鐵心中主磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢組磁通勢產生的。產生的。0i02 i1u+20u+2e+1e+ 1 1e+(2) 帶負載運行情況帶負載

8、運行情況 一次側接交流電源，一次側接交流電源，二次側二次側。1u+1e+1e+ 1 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 有載時，鐵心有載時，鐵心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次繞組磁通勢共繞組磁通勢共同產生的合成同產生的合成磁通。磁通。)sin(ddddm111ttNtNe tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222m1m11 fNEE)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 變壓器一次側等效電路如圖

9、變壓器一次側等效電路如圖1m1111444Nf.EUEU 繞組電阻繞組電阻 R1 和漏磁通較小和漏磁通較小, 其其兩端的電壓也較小兩端的電壓也較小, 忽略不計忽略不計, 則則2m220224440Nf.EUU,I KNNEEUU 2121201結論：改變匝數比，就能改變輸出電壓。結論：改變匝數比，就能改變輸出電壓。高壓繞組：高壓繞組：U2、 V2 、 W2 : 尾端尾端U1、 V1 、 W1 : 首端首端低壓繞組：低壓繞組：u1 、v1 、w2: 首端首端u2 、v2 、w2: 尾端尾端/000YYYYYYYY、：高壓繞組接法高壓繞組接法低壓繞組接法低壓繞組接法:YY0/三相配電變壓器三相配電

10、變壓器: Y/動力供電系統（井下照明）動力供電系統（井下照明）: Y0/ 高壓側接成高壓側接成Y形，相電壓只有線電壓的形，相電壓只有線電壓的 ，可以，可以降低每相繞組的絕緣要求。降低每相繞組的絕緣要求。3/ 1KUUUUUU 2P1P2P1P2133KUUUUUUPPPP333212121 低壓側接成低壓側接成 形，相電流只有線電流的形，相電流只有線電流的 ，可以，可以減小每相繞組的導線截面。減小每相繞組的導線截面。3/ 12222ZUIZ m10 Nim2211 NiNi1m11 44 4 Nf.EU 102211NiNiNi 一般情況下：一般情況下： I0 一般一般為為 10%I1N 以內

11、很小可忽略。以內很小可忽略。2211NINI 或或：KNNII11221 結論：一次、二次側電流與匝數成反比。結論：一次、二次側電流與匝數成反比。或：或：221011NININI 102211NiNiNi 2211 NINI 所以所以ZKZ2 結論：結論： 變壓器一次側的等效阻抗模，為二次側所變壓器一次側的等效阻抗模，為二次側所帶負載的阻抗模的帶負載的阻抗模的K 2 倍。倍。 11IUZ ZKIUKKIKU222222 有一臺額定容量有一臺額定容量50 kVA、額定電壓為、額定電壓為 3300/220V的變壓器，高壓繞組為的變壓器，高壓繞組為 6000匝匝, 試求：試求：( (1) )低壓繞組

12、匝數；低壓繞組匝數；( (2) )高壓邊低壓邊額定電流高壓邊低壓邊額定電流; ( (3) )當當一次側保持額定電壓不變一次側保持額定電壓不變, 二次側達到額定電流二次側達到額定電流, 輸出輸出功率功率9 kW, 功率因數為功率因數為 cos = 0.8 時的副邊端電壓時的副邊端電壓 U2。 (1)N2=N1U2NU1N= 4006 000 2203 300=( (3) ) P = U2I2Ncos I2N = K I1N =6 00040015.1 = 227 API2N cos U2=391032270.8= = 215 VSNU1N( (2) )I1N = 15.1 A=50 1033 3

13、0021N2N1NNUU 108800L21 LRRNNK如圖如圖, 交流信號源的電交流信號源的電動勢動勢 E= 120V,內阻內阻R 0=800 ,負載為揚聲器，其等效電阻為負載為揚聲器，其等效電阻為RL=8 。要求。要求: (1)當當RL折算到折算到原邊的等效電阻原邊的等效電阻 時，時，求變壓器的匝數比和信號源輸求變壓器的匝數比和信號源輸出的功率；（出的功率；（2）當將負載直）當將負載直接與信號源聯接時接與信號源聯接時,信號源輸信號源輸出多大功率？出多大功率？0LRR W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP (2)

14、， 變壓器額定容量變壓器額定容量(KVA)S: 三相三相D: 單相單相 N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次側輸入功率：一次側輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運行變壓器運行時的功率取時的功率取決于負載的決于負載的性質性質122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 OFeCu2212PPPPPP 輸出功率輸出功率輸入功率輸入功率AXax 同極性端用同極性端用“”表示表示。增加增加+ Aax+ 聯接聯接 23 Nf.Um2444220 聯接聯接 13，

15、 2 4 Nf.U444110m 當電源電壓為當電源電壓為220V時：時：220u+110u+電源電壓為電源電壓為110V時：時：NN1324NN1324 ii兩個線圈中的磁通抵消兩個線圈中的磁通抵消原因：原因：電流電流 很大很大11Rui 1111eiuR 感應電勢感應電勢0 e axAaAXUUU、測量：測量：說明說明 A 與與 x 或或 X 與與 a 是是同極性端同極性端。 axAXAaUUU VVAXu+axAXAaUUU 若若aAXxKNNIIKNNUU112212121 被測電壓被測電壓=電壓表讀數電壓表讀數 N1/N2其中：其中：一次電壓一次電壓U1N是是電網的額定電壓電網的額定電壓, ,且已且已標準化標準化(如如10, ,35, 110，220, ,330, ,500千伏等千伏等), 二次電壓二次電壓U2N, ,一般設一般設計為計為100伏伏。U1N / U2N = K被測電壓被測電壓=電壓表讀數電壓表讀數 N1/N2JDZ-15電壓互感器電壓互感器 JDZ2-1澆注式電壓互感器澆注式電壓互感器JDJ2-35油浸式電壓互感器油浸式電壓互感器JZW-12型型電壓互感器電壓互感器被測電流被測電流=電流表讀數電流表讀數 N2/N1二次線圈額定電流二次線圈額定電流I2N一般為一般