电路基础（第2版）ppt学习情境6课件.ppt

任务一认识变压器  互感在电工电子技术中有着广泛的应用，如电力变压器、高压感应圈、电视机行输出变压器、电压、电流互感器等。 任务二 分析测试单相变压器 (1)变压作用 在进行变压、变流关系计算时,要根据理想变压器符号中的同名端来确定变压、变流关系式中的正、负号。原则是: 若在次级接一负载ZL,那么负载电压 ,这时从初级看进去的输入阻抗Zi为 * 顺接测一次，反接测一次，就可以测出互感： 互感的测量方法： * M * * M * (a) L1 L2 L1 L2 (b) 互感线圈的并联也有两种接法， 2 . 互感线圈的并联 两个线圈的同名端相连，称为同向并联 两个线圈的异名端相连，称为异向并联， 图所示电压、电流的参考方向下, 电路方程: 正号对应于同向并联。(a) 负号对应于异向并联, (b) * M * * M * (a) L1 L2 L1 L2 (b) L为两个线圈并联后的等效电感, 正号对应于同向并联。 负号对应于异向并联, 求解方程可得并联电路 的等效复阻抗Z为 分母中, 负号对应于同向并联, 正号对应于异向并联。 注意 * M * * M * (a) L1 L2 L1 L2 (b) 公式 整理 * M * * M * (a) L1 L2 L1 L2 (b) 消去互感后的 等效电路 ＋ － (a) M ＋ － －M L1-M L2-M L1+M L2+M (b) 3.互感线圈单侧连接 同名端为共端单则连接 L1 L2 M * a * b c d L1-M M a b c d L2-M 异名端为共端单则连接 * L1 L2 M * a b c d L1+M -M a b c d L2+M 两个线圈中电压与电流之间的关系（难点） 互感线圈的串、并联等效电感计算（重点） 互感、同名端、耦合系数 概念 互感线圈同名端判别（重点） 能力目标 知识目标 能说出变压器的结构和工作原理， 能正确选择和使用变压器。 能对小型电源变压器进行参数测试。 了解变压器的结构和工作原理 掌握理想变压器的特性, 掌握含有理想变压器电路的分析计算。 变压器内部结构是怎样？ 空心变压器、铁心变压器 、理想变压器 有什么区别？ 理想变压器的特性是什么？ 含有理想变压器电路如何分析计算？。 知识一 空芯变压器 u1 F ＋ － ＋ － u2 i1 i2 N1 N2 非铁磁材料铁芯 耦合系数M较小 常用的实际变压器有两类：空芯变压器、铁芯变压器。 空芯变压器 u1 F ＋ － ＋ － u2 i1 i2 N1 N2 变压器工作原理示意图 初级线圈 次级线圈 变压器就是耦合电感， 初级线圈接电源，次级线圈接负载，能量可以通过磁场的耦合，由电源传递给负载。 uS为信号源电压， u20为次级回路的开路电压。 R为损耗电阻， ZL负载 ZL L1 L2 i1 uS M * i2 1 * u20 1 2 2 R2 R1 空芯变压器的电路模型 初级回路 次级回路 L1 L2 i1 uS M * i2 1 * u20 1 2 2 R2 R1 左图所示为空芯变压器的电路 模型。其中左端称为空芯变压器 的初级回路，右端为空芯变压器 的次级回路。 图中uS为信号源电压，u20为次 级回路的开路电压。R为损耗电阻 由图可列出空芯变压器的电压方程式为： 若次级回路接上负载ZL，则回路方程为： ZL jXL1 jXL2 jωM * 1 * ＋ 1 2 2 R2 R1 R+jX I1 US I2 － 左图为空芯变压器的相量 模型图，其中令： 称为空芯变压器初、次级 回路的自阻抗；把 称为空芯变压器回路的互 阻抗。 由此可得空芯变压器的回路电压方程式： 联立方程式可得： 令式中 为次级对初级的反射阻抗。反射阻 抗 Z1r反映了空芯变压器次级回路通过互感对初级回 路产生的影响。 另外应注意：反射阻抗Z1r的性质总是与次级回 路阻抗Z22的性质相反。 引入反射阻抗的概念之后，次级回路对初级回路的影响就可以用反射阻抗来计算。这样，我们就可以得到如下图所示的由电源端看进去的空芯变压器的等效电路。当我们只需要求解初级电流时，可利用这一等效电路迅速求得结果。 jXL1 1 ＋ 1 R1 I1 US － Z22 ω2M 2 反射阻抗的算法不难记忆：用ω2M2除以次级回 路的总阻抗Z22即可。注意：反射阻抗的概念不能用 于次级回路含有独立源的空芯变压器电路！ 例 已知 US=20 V , 原边等效电路的引入阻抗 Z1r=10–j10?。 求: ZL 并求负载获得的有功功率。 实际是最佳匹配： * * j10? j10? j2 + – 10? ZL + – 10+j10? Z1r