从原边等效: 结论:变压器原边的等效负载,为副边所带负载乘以 变比的平方。 3. 阻抗变换 例:扬声器上如何得到最大输出功率 Rs RL 信号源 设: 信号电压的有效值: U1= 50V; 信号内阻: Rs=100 ? ; 负载为扬声器,其等 效电阻:RL=8?。 求:负载上得到的功率 解:(1)将负载直接接到信号源上,得到的输出功 率为: Rs (2)将负载通过变压器接到信号源上。 输出功率为: 设变比 则: 结论:由此可见,加入变压器以后,输出功率提高了很多。原因是满足了电路获得最大输出功率的条 件(RS=RL’)。 副边输出电压和输出电流的关系。即: U2 I2 U20 U20:原边加额定电压、 副边开路时,副边的输 出电压。 一般供电系统希望要硬特性(随I2的变化,U2 变化不多) max.book118.com 变压器的外特性 * 第七章 磁路与铁心线圈电路 §7.1 磁场的基本物理量 §7.2 磁性材料的磁性能 §7.3 磁路及其基本定律 §7.4 交流铁心线圈电路 §7.5 变压器 第七章 磁路与铁心线圈电路 一、磁感应强度 (磁通密度) 与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通(磁力线)。 单位:韦伯 1 Tesla = 104 高斯 B 的单位:特斯拉(Tesla) 7.1 磁场的基本物理量 二、磁通 单位:韦伯(Wb) B 单位:特斯拉(T) 磁感应强度B与垂直与磁场方向的面积S的乘积,称为通过该面积的磁通。 单位:伏秒 三、磁场强度 H 磁场强度是计算磁场所用的物理量,其大小为磁感应强度和导磁率之比。 单位: B :特斯拉 :亨/米 :安/米 四、磁导率 :表征各种材料导磁能力的物理量 (亨/米) 真空中的磁导率( )为常数 一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比, 称为这种材料的相对磁导率 ,则称为磁性材料 ,则称为非磁性材料 1. 非线性 大 小 B H (I) 2. 磁饱和性 H B B H 3. 磁滞性 根据磁性能,磁性材料又可分为三种:软磁材料(磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等);永磁材料(磁滞回线宽。常用做永久磁铁);矩磁材料(滞回 线接近矩形。可用做记忆元件)。 7.2 磁性材料的磁性能 磁路:主磁通所经过的闭合路径。 i 线圈通入电流后,产生磁通,分主磁通和漏磁通。 :主磁通 :漏磁通 铁心 (导磁性能好 的磁性材料) 线圈 7.3 磁路及其基本定律 磁路的基本概念 一. 安培环路定律(全电流律): 磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和。 I1 I2 I3 电流方向和磁场强度的方向 符合右手定则的,电流取正; 否则取负。 在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相同,各处的磁场强度相等)中,安培环路定律可写成: 磁路 长度L 线圈 匝数N I HL:称为磁压降。 NI:称为磁动势。 一般用 F 表示。 F=NI 总磁动势 在非均匀磁路(磁路的材料或截面积不同,或磁场强度不等)中,总磁动势等于各段磁压降之和。 例: I N 对于均匀磁路 磁路中的 欧姆定律 二. 磁路的欧姆定律: 则: I N S L 注:由于磁性材料 是非线性的,磁路欧姆定律多用作定性 分析,不做定量计算。 令: Rm 称为磁阻 磁路和电路的比较 磁 路 电 路 磁通 I N R + _ E I 磁压降 磁动势 电动势 电流 电压降 U 基本定律 磁阻 磁感应 强度 安培环路 定律 磁 路 I N 欧姆定律 电阻 电流 强度 基尔霍夫 电压定律 基尔霍夫 电流定律 磁路与电路的比较 电 路 R + _ E I 励磁电流:在磁路中用来产生磁通的电流 励磁电流 直流 ------- 直流磁路 交流 ------- 交流磁路 磁路分析 直流磁路 交流磁路 7.4 交流铁心线圈电路 I U 直流磁路的特点: 直流磁路和电路中的恒压源类似 直流电路中 E 固定 I 随 R 变化 随 变化 直流磁路中 F 固定 一定 一定 磁动势 F=IN 一定 磁通和磁阻成反比 (线圈中没有反电动势) (R 为线圈的电阻) 一. 直流磁路的分析 二.交流磁路的分析 (交流铁心线圈电路) :主磁通 :漏磁通 u i 1. 电磁关系 电路方程: 一般情况下 很小 交流激励 线圈中产生感应电势 :主磁通 :漏磁通 u i 的感应电势 和 产生 2.电压电流关系 假设 则 最大值 有效值 u i 一定时磁动势IN随磁阻 的变化而变化。 当外加电压U、频率 f 与 线圈匝数N一定时, 便 基本不变。根据磁路欧姆 定律 ,当 交流磁路的特点: 交流磁路和电路中的恒流源类似 交流磁路中: 固定 F随 变化 直流电路中: IS固定 U 随 R 变化 u i 交流磁路中磁阻 对电流的影响 电磁铁吸合过程的分析: 在吸合过程中若外加电压不变, 则 基本不变。 i u ? 电磁铁吸合前(气隙大) 大 起动电流大 电磁铁吸合后(气隙小) 小 电流小 ? 如果气隙中有异物卡住,电磁铁长时间吸不上,线圈中的电流一直很大,将会导致过热,把线圈烧坏。 注意: (U不变,I不变) ( I 随 Rm 变化) ( U不变时, 基本不变) 直流磁路 交流磁路 磁路小结 ( 随Rm变化) 铁损?PFe: 磁滞损耗: ?Ph:由于磁滞回线,交变磁化产生。 涡流损耗?Pe:铁心中感应的电动势和电流。 克服方法: 1.磁滞损耗: 选用软磁材料. 2.涡流损耗:采用硅钢片,叠加而成 ? 3. 功率损耗 铜损?Pcu: ——线圈电阻R上的损耗( ). 铁心线圈交流电路的有功功率为: 变压器功能: 变电压:电力系统 变阻抗:电子电路中的阻抗匹配 (如喇叭的输出变压器) 变电流:电流互感器 7.5 变压器 发电厂 1.05万伏 输电线 22万伏 升压 变电站 1万伏 降压 变压器应用举例 … 降压 实验室 380 / 220伏 降压 仪器 36伏 降压 单相变压器 铁芯 原边 绕组 副边 绕组 结构: max.book118.com 变压器的工作原理 变压器符号: 电磁关系: N1 N2 N1 N2 空载运行 :原边接入电源,副边开路。 接上交流电源 原边电流 i1等 于励 磁电流 i10 产生感应电动势 i10 产生磁通? (交变) ( 方向符合右手定则) 1. 电压变换 结论:改变匝数比,就能改变输出电压。 K为变比 根据交流磁路的分析 可得: 时 负载运行: Z
第七章磁路与变压器.ppt
下载此电子书资料需要扣除0点,