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变压器原理与构造详解:从电磁感应到能量转换,全面解析变压器工作机理

2025-11-29 15:36:48综合与其它0

20.4变压器要点一,变压器的构造及原理。1.变压器的构造贝语网校,变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成,其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示。原线圈,是与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。副线圈,是与负载连接的线圈自耦变压器高中物理,也叫次级线圈。特点是,两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,它是用来改变交流电压的装置。2.变压器的原理。1.原理,变压器的变压原理是电磁感应,互感现象是变压器工作的基础。电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场,因为电流的大小、方向在不断变化,所以铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生了感应电动势,副线圈也能够输出电流。能量转换方式为,原线圈电能转变为磁场能,再转变为副线圈电能。2.作用,改变交变电流的电压,不改变交变电流的周期和频率。3.注意,(1)变压器不改变交变电流的周期和频率。(2)变压器仅针对变化着的电流发挥作用,对于恒定不变的电流则不产生作用。(3)变压器的两个线圈借助磁场相互关联在一起,并且两个线圈之间处于绝缘状态。要点二.理想变压器1.理想变压器1.给出定义,不存在能量损耗的变压器被称作,理想变压器 。它属于一个理想化的模型,理想变压器具备的特点有,其原、副线圈拥有的电阻被看作不计这个考量因而不产生发生类似状况热量,铁芯不存在出现漏磁这一情况原、副线圈磁通量不会有存在差异这种现象体现,能量存在的损耗被认为不计在此种情形下,源于互感现象的缘故有着不存在漏磁这样子的状况,原、副线圈中各个每一匝线圈都拥有具有的是相同类别,按照法拉第得出确立感应定义定律即E1=n1,据此也如此E2=n2故而得出所以的结果是:=这样一种关系属于电压关系的范畴,变压器之种类区分在于原、副线圈里面有关针对电压两者之间存在涵盖这种类别关系,仅仅只有单独一个副线圈所属情形下:=该电压之间若是有种情形当时,,此情形下的变压器被称作品类判定为升压范畴如此之名称这种的变压器;当时另一具体表现情形是,,依据此类表现特征该变压器被判定归属为降压范畴属于这种类型称为范畴类似名称之下的性质如此称谓名为这类变压器这里的当时是指当时<这样子时候判断名为那时大于>小于<是说该种称谓那时是小于的判别>,当时<是指当时大于>大于<判定之时当大于大于则为该情形类别称谓>。(2)存在多个副线圈:功率关系方面,对于理想变压器,不考虑能量损失,(1)仅有一个副线圈时:P1等于U2I2;(2)有多个副线圈时:P1等于P2加P3加P4一直加到UnIn,即P1等于U2I2加U3I3 加U4I4一直加到UnIn。电流关系方面,(1)只有一个副线圈时:依据功率关系,当只有一个副线圈时,所以得出相应结果;(2)有多个副线圈时:当有多个副线圈时,所以得出相应情况。特别提醒:①,不管副线圈一端是空着没有负载还是有负载,都是适用的。②变压器电动势关系、电压关系,是有效值或者最大值之间的关系,对于某时刻的瞬时值,其关系并不成立。③变压器高压圈匝数多,并且导线细,低压圈匝数少,而且导线粗,这是区别高、低压线圈的方法。要点三,变压器的动态分析,其一有三种制约关系,首先是电压制约,当变压器原、副线圈的匝数比例固定时输入电压U1对输出电压U2起到决定作用,也就是U2等于特定值;其次是功率制约即P出对P入有决定作用,P出增大则P入增大,P出减小则P入减小,当P出为0时P入也为0;然后是电流制约,当变压器原、副线圈的匝数比一定且输入电压U1确定时副线圈中的输出电流I2会对原线圈中的电流I1起到决定作用,即I1等于特定值(只有一个副线圈时)。其二是动态分析的两种情况,当原、副线圈匝数比不变时,条件是n1、n2、U1、U2恒定,R变化。分析思路:针对各物理量,分析其随着负载电阻改变而出现的变化情形。,分析顺序为:先看R,再到I2,接着是P出自耦变压器高中物理,然后是P入,最后是I1。(2)当负载电阻保持不变时:条件是U1、R恒定,n1、n2发生变化。分析思路:针对各物理量,分析其随着匝数比的改变所呈现的变化状况。分析顺序为:先看n1、n2,再到U2,接着是I2,然后是P出,最终是P入,最后是I1。要点四.常见的变压器分类1.自耦变压器铁芯之上仅绕着一个线圈,低压线圈属于高压线圈的一部分,既能够当作升压变压器来使用,又能够当作降压变压器来使用。规律却是:等于,等于。2. 互感器。1. 电压互感器,(1) 其构造为小型降压变压器。(2) 接法是原线圈并联于高压电路里,副线圈连接电压表;出于安全考虑,外壳以及副线圈都要接地。(3) 作用是把高电压转变为低电压,借助测量低电压来算出高压电路的电压。(4) 规律为。2. 电流互感器,(1) 构造是小型升压变压器。(2) 接法是原线圈串联在被测电路当中,副线圈接电流表,为了安全起见,外壳和副线圈都要接地。(3)作用:把大电流转变为小电流,借由测量小电流,进而计算出被测电路里的大电流。(4)规律:=要点五.应用补充1.变压器的串联1.留意两个关系①电流的方向。②线圈的绕向关系。2.剖析规律,同向相加,即 n 和等于 n1 加上 n2,反向相减,也就是 n 和等于 n1 加上 n2。2.原线圈存在负载的变压器电路。3.针对含有二极管的变压器电路进行分析,在分析含有二极管的变压器电路问题之际要予以留意:理想二极管具备单向导电性,正弦式交变电流经由二极管之后会转变为半波直流电流,与之对应的有效值会产生变化。 页 2学科网(北京)股份有限公司题型 1.变压器的工作原理以及基本规律经典例题典例 1 如图,理想变压器原、副线圈匝数之比为 20:1 。Hin物理好资源网(原物理ok网)