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变压器的基本结构与工作原理


单相变压器的基本结构与工作原理 (一)变压器基本结构

a) 心式变压器 b)壳式变压器 c)符号 1.铁心 铁心构成了变压器磁路,并作为绕组的支撑骨架。 为减少铁心内部的涡流损耗和磁滞损耗,铁心一般用 0.35mm 厚的冷轧硅钢片叠成。 2.绕组 绕组构成变压器的电路。 变压器一般有两个或两个以上的绕组,接电源的绕组称为一次绕组(或原绕组) ,接负载的绕组称为二次绕组 (或副绕组) 。 3.其它附件 绝缘层、冷却设备、铁壳或铝壳(电磁屏蔽作用) 。 (二)变压器的用途和种类 1.用途 :改变交流电压,改变交流电流,改变阻抗,改变相位。 2.种类:电力变压器(输配电) :整流变压器; 调压变压器:输入、输出变压器。 (三)变压器的工作原理 电磁感应原理。 1.空载运行及变压比原理

变压器空载运行 根据电磁感应定律
?? ?t ?? ?t

e1=N1

e2=N2

U1 E N ? 1 ? 1 ? K U 20 E2 N2
变压器一次、二次绕组两端电压与绕组匝数成正比。K 称为变压比,简称变比,它是变压器的一个重要参数。当 K>1 时为降压变压器;当 K<1 时为升压变压器。 变压器通过改变一次、二次绕组的匝数之比,就可以很方便地改变输出电压的大小。 2.负载运行及变流比原理

变压器负载运行 理想情况下:变压器一次侧视在功率与二次侧视在功率相等,即

U 1I 1 ? U 2I 2

I1 U N 1 ? 2 ? 2 ? I2 U1 N1 K

变压器在改变电压的同时,电流也随之变化。变压器一次、二次绕组电流之比与绕组匝数成反比。 思考:为什么高压边线圈匝数多而导线细,低压边则相反 3.阻抗变换原理 电子线路中,总希望负载获得最大的功率,而负载获得最大功率的条件是负载阻抗等于信号源的内阻,此时 称为阻抗匹配。 变压器负载运行时,从一次绕组看进去的阻抗为 ?i ?

U1 I1

从二次绕组看进去的阻抗为 ? L ?

U2 I2

U KU 2 ?i ? 1 ? ? K 2 ZL I2 I1 K

图 3-4

(五)例题讲解 例题一:有一单相变压器,当一次绕组接在 220V 的交流电源上时,测得二次绕组的端电压为 22V,若该变压器 一次绕组的匝数为 2100 匝,求其变比和二次绕组的匝数。 解:

K ?

U1 220 ? ? 10 U2 22

N 1 N 2 ? K ? 10
N2 ? N1 2100 ? ? 210 匝 K 10

例题二:某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数 =230 匝,二次绕组匝数 =80 匝,原来配有阻抗为 8Ω 的 扬声器,现在要改接为 4Ω 的扬声器,问输出变压器二次绕组的匝数应如何变动(一次绕组匝数不变) 。 解:设输出变压器二次绕组变动后的匝数为 N2’ 当 RL=8Ω 时

Ri ? K R L
2

? 230 ? ? ? Ω ? 66 .1 Ω ? 80 ? ? ?8 ? ?
2

2

? ? 4? RL

?230 ? ? ? ? R i? ? K ? R L ? N? ? ? ? 4Ω ? 2 ?
2

根据题意, R i ?

R i?

230 2 66.1 ? ?4 ? )2 (N 2

? ? N2

230 2 ? 4 ? 56.6 ? 57 66.1


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