变压器的应用教案
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课题：变压器的应用
课型：讲授
教学目的要求：
1、掌握变压器在电压变换方面的应用：自耦变压器、电压互感器。
2、掌握变压器在电流变换方面的应用：电流互感器、钳形电流表。
3、了解变压器阻抗变换方面的应用。
教学重点、难点：
教学重点：变压器的电压变换和电流变化及其应用。
教学难点：变压器空载运行和电压变换，负载运行与电流变换。
教学分析：
本次课通过对变压器空载运行时，原副线圈中感应电动势的分析得出变压器的变压比概念，然后具体分析利用电压变换原理的两种常用电器元件——自耦变压器及电压互感器的工作原理，最后通过例题巩固其知识点。电流变化及阻抗变换也基本采用这一模式来讲解相关内容。
复习、提问：
1、变压器工作原理是什么？
2、变压器的额定值有哪些，其关系是怎样的？
教学过程：
上节课讲述了变压器的工作原理和有关磁路方面的概念。今天我们来看看变压器有哪些应用。
一、空载运行和电压变换
原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。
设原线圈匝数为N 1，副线圈匝数为
N 2，磁通为 ，感应电动势为
t
N E t N E ??=?
?=
Φ
Φ2
211 ， 由此得 2121N N E E = 忽略线圈内阻得
K N N U U ==2
1
21 上式中K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。
如果N 1 < N 2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。 如果N 1 > N 2，K >1，电压下降，称为降压变压器。 应用实例： 1、自耦变压器
实验室中常用的调压器就是一种可改变副绕组匝数的自耦变压器
(a)符号 (b)外形 (c)实际电路 图2 自耦变压器 原副边电压之比是：
2、电压互感器
图1 变压器空载运行原理图
(a) 构造 (b)接线图
图3 电压互感器
电压互感器属于仪用互感器的一种，它的优点是：
⑴使测量仪表与高压电路分开，以保证工作安全。
⑵扩大测量仪表的量程。
注意点：
（1）为了工作安全，电压互感器的铁壳及副绕组的一端都必须接地，以防高、低压线圈绝缘损坏时，低压线圈和测量仪表对地产生一个高
电压，危及工作人员的人身安全。
（2）副线圈不允许短路。如果电压互感器的二次侧运行中短路，二次线圈的阻抗大大减小，就会出现很大的短路电流，使副线圈因严重发
热而烧毁。因此在运行中互感器不允许短路。一般电压互感器二次
侧要用熔断器。只有35千伏及以下的互感器中，才在高压侧有熔断
器其目的是当互感器发生短路时把它从高压电路中切断。
二、负载运行和电流变换
负载运行：变压器的原绕组接电压U1，副绕组接负载Z
L
这种运行状态称为负载运行。
根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即P1 =
P
2
，由交流电功率的公式可得
U 1I
1
cos
1
= U2I2 cos2
式中cos
1
——原线圈电路的功率因数；
cos
2
——副线圈电路的功率因数。
1，
2
相差很小，可认为相等，因此得到
U
1
I
1
= U2I2
K
N
N
I
I1
1
2
2
1=
=
可见，变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。高压线圈通过的电流小，用较细的导线绕制；低压线圈通过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压器高、低压绕组的方法。
1、电流互感器：
由于
（Ki 称为变
流比）
所以 I 1=K i I 2
为了安全起见应采取：
（1）电流互感器副线圈的一端和铁壳必须接地。 （2）使用电流互感器时，副绕组电路是不允许断开的。
电流互感器二次侧不许开路运行。接在电流互感器副线圈上的仪表线圈的阻抗很小，相当于在副线圈短路状态下运行。互感器副线圈端子上电压只有几伏。因而铁芯中的磁通量是很小的。原线圈磁动势虽然可达到几百安或上千安或更大。但是大部分被短路副线圈所建立的去磁磁动势所抵消，只剩下很小一部分作为铁芯的励磁磁动势以建立铁芯中的磁通。如果在运行中副线圈断开，副边电流等于零，那么起去磁作用的磁动势消失，而原边的磁动势不变，原边被测电流全部成为励磁电流，这将使铁芯中磁通量急剧，铁芯严重发热以致烧坏线圈绝缘，或使高压侧对地短路。另外副线圈开路会感应出很高的电压，这对仪表和操作人员是很危险的所以电流互感器二次侧不许断开。 2、钳形电流表
利用钳形电流表可以随时随地测量线路中的电流，是电流互感器的一种变形。它的铁心如同一钳形，用弹簧压紧。测量时将钳口压开而引入被测导线。这时该导线就是原绕组，副绕组绕在铁心上并与电流表接通。利用钳表可以随时随地测量线路中的电流，不必像普通电流互感器那样必须固定在一处，或则像普通电流表在测量时要断开电路而将原绕组串接进去。
图5 钳表原理图
I I 21
三．阻抗变换
设变压器初级输入阻抗为|Z 1|，次级负载阻抗为|Z 2|，则1
11I U Z =
将21
212211 I N N I U N N U ==
，代入，得 2
2
2
211I
U N N Z ???? ??= 因为 22
2Z I U =
所以 22
22
211Z K Z N N Z =???
?
??=
可见，次级接上负载|Z 2|时，相当于电源接上阻抗为K 2|Z 2|的负载。应用：阻抗匹配
在电子电路中，为了提高信号的传输功率和效率，常用变压器将负载阻抗变换为适当的数值，以取得最大的传输功率和效率，这种做法称为阻抗匹配
(a) 变压器电路
(b) 等效电路
图6 变压器的阻抗变换作用
四、例题：
【例1】有一电压比为220/110 V 的降压变压器，如果次级接上55 的电
阻，求变压器初级的输入阻抗。
解1：次级电流 Α255110222===Z U I
初级电流 Α2110220
2121==≈=U U
N N K
Α122
21===K I I
输入阻抗 Ω===2201220
111I U Z
解2：变压比 2110
220
2121==≈=U U N N K
输入阻抗
Ω=?==???
? ??≈22055422
22
211Z K Z N N Z
【例2】有一信号源的电动势为1V ，内阻为600 ，负载电阻为150 。欲使
负载获得最大功率，必须在信号源和负载之间接一匹配变压器，使变压器的输入电阻等于信号源的内阻，如图7所示。问：变压器变压比，初、次级电流各为多少?
图7
解:负载电阻 R 2 = 150 ，变压器的输入电阻R 1 = R 0 = 600
，则变比
应为
2150
600212
1
==≈=
R R N N K 初、次级电流分别为
mA
66.183.02mA
83.0A 1083.0600
6001
12
123101=?=≈=?≈+=+=
-I N N
I R R E I
[例3] 已知一变压器N 1=800，N 2=200，U 1=220V ，I 2=8A ，负载为纯电阻，忽略变压器的漏磁和损耗，求变压器的副边电压U 2，原边电流I 1，输入、输出功率。 解： 变压比 K=N 1/N 2=800/200=4 副边电压 U 2=U 1/K=220/4=55V 原边电流 I 1=I 2/K=8/4=2A 输入功率 S 1=U 1I 1=440V·A 输出功率 S 2=U 2I 2=440V·A
可见当变压器的功率损耗忽略不计时，它的输入功率与输出功率相等，这是符合能量守恒定律的。
[例4] 图8所示电路中，某交流信号源的电动势E=120V ，内阻R 0=800，负载
电阻R L =8
。试求：
（1）如图8(a)所示，信号源输出多大功率？负载电阻R L 吸收多大功率信号源的效率多大
（2）若要信号源输给负载的功率达到最大，负载电阻应等于信号源内阻。今用变压器进行阻抗变换，则变压器的匝数比应选多少阻抗变换后信号源的输出功率多大负载吸收的功率多大此时信号源的效率又为多少
(a) 负载与信号源直接相连 (b) 变压器进行阻抗变换
图8 例4的电路
解：（1）由图8可得信号源的输出功率为
负载吸收的功率 效率= 9
W R R E E R R E IE P L L i 8.178
8001202
020=+=+=?+==L R I P 2=L L R R R E 20
????
??+=888001202
???
?
??+=W 176.0===8
.17176.0Pi P
（2）如图8所示，变压器把负载R L 变换为等效电阻
变压器的匝数比应为
这时信号源输出功率为：
22
'12091600i O L E W R R P ==+
负载吸收的功率为： 效率为：= 50 经过（1）（2）两题的计算和比较后我们发现，利用变压器进行阻抗变换后，
电源效率由9增加到50。如果在电源输出同一信号功率下，负载将会得到
最大的输出功率，这就是电子线路中的阻抗匹配。
课堂小结：
变压器的应用有：电压变换方面的有自耦变压器和电压互感器等；电流变换方面的有电流互感器和钳形电流表；阻抗变换方面的是阻抗匹配，即用变压器将负载阻抗变换为适当的数值，以取得最大的传输功率和效率。
作业：P102，5-12
Ω=='8000R R L
10
8800
21=='=L L R R N N W R R R E R I P L L
L 5.48008008001202
2
02=???? ??+='???? ??'+='===9
5.4Pi P
高频变压器磁芯如何选型
高频变压器磁芯如何选型 电子变压器在电源技术中的作用,电源技术对电子变压器的要求,电子变压器采用新软磁材料和新磁芯结构对电源技术发展的影响. 电子变压器的使用条件,包括两方面内容:可靠性和电磁兼容性.以前只注意可靠性,现在由于环境保护意识增强,必须注意电磁兼容性. 可靠性是指在具体的使用条件下,电子变压器能正常工作到使用寿命为止.一般使用条件中对电子变压器影响最大的是环境温度.决定电子变压器受温度影响强度的参数是软磁材料的居里点.软磁材料居里点高,受温度影响小;软磁材料居里点低,对温度变化比较敏感,受温度影响大.例如锰锌铁氧体的居里点只有215,℃比较低,磁通密度、磁导率和损耗都随温度发生变化,除正常温度25℃而外,还要给出60,80,100℃℃℃时的各种参数数据.因此,锰锌铁氧体磁芯的工作温度一般限制在100℃以下,也就是环境温度为40℃时,温升必须低于60.℃钴基非晶合金的居里点为205,℃也低,使用温度也限制在100℃以下.铁基非晶合金的居里点为370,℃可以在150~180℃℃以下使用.高磁导坡莫合金的居里点为460℃至480,℃可以在200~℃250℃以下使用.微晶纳米晶合金的居里点为600,℃取向硅钢居里点为730,℃可以在300~4℃00℃下使用. 电磁兼容性是指电子变压器既不产生对外界的电磁干扰,又能承受外界的电磁干扰.电磁干扰包括可听见的音频噪声和听不见的高频噪声.电子变压器产生电磁干扰的主要原因是磁芯的磁致伸缩.磁致伸缩系数大的软磁材料,产生的电磁干扰大.铁基非晶合金的磁致伸缩系数通常为最大(27~30)×10‐6 ,必须采取减少噪声抑制干扰的措施.高磁导Ni50坡莫合金的磁致伸缩系数为25×10‐6,锰锌铁氧体的磁致伸缩系数为21×10‐6.以上这3种软磁材料属于容易产生电磁干扰的材料,在应用中要注意.3%取向硅钢的磁致伸缩系数为(1~3)×10‐6,微晶纳米晶合金的磁致伸缩系数为(0.5~2)×10‐6.这2种软磁材料属于比较容易产生电磁干扰的材料.6.5%硅钢的磁致伸缩系数为0.1×10‐6,高磁导Ni80坡莫合金的磁致伸缩系数为(0.1~0.5)×10‐6,钴基非晶合金的磁致伸缩系数为0.1×10‐6以下.这3种软磁材料属于不太容易产生电磁干扰的材料.由磁致伸缩产生的电磁干扰的频率一般与电子变压器的工作频率相同.如果有低于或高于工作频率的电磁干扰,那是由其他原因产生的. 完成功能 电子变压器从功能上区分主要有变压器和电感器2种.特殊元件完成的功能另外讨论.变压器完成的功能有3个:功率传送、电压变换和绝缘隔离.电感器完成功能有2个:功率传送和纹波抑制 功率传送有2种方式.第一种是变压器传送方式,即外加在变压器原绕组上的交变电压,在磁芯中产生磁通变化,使副绕组感应电压,加在负载上,从而使电功率从原边传送到副边.传
隔离变压器的作用及工作原理
隔离变压器的作用及工作原 理 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
隔离变压器的作用及工作原理 什么是隔离变压器 隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器，隔离变压器用以避免偶然同时触及带电体，变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。早期为欧洲国家用在电力行业，广泛用于电子工业或工矿企业、机床和机械设备中一般电路的控制电源、安全照明及指示灯的电源。 一次侧、二次侧绕组间有较高绝缘强度以隔离不同电位抑制共模干扰的专用变压器。隔离变压器的变比通常是1：1。 隔离变压器工作原理 隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1：1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。 隔离变压器不全是1：1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机，电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了安全维修彩电常用1比1的隔离变压器。隔离变压器是使用比较多的，在空调中也是使用的。 一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用，但在频率较高的情况下，两绕组之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的，但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰特性。 静电屏蔽就是在原、副绕组之间设置一片不闭合的铜片或非磁性导电纸，称为屏蔽层。铜片或非磁性导电纸用导线连接于外壳。有时为了取得更好的屏蔽效果，在整个变压器，还罩一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端子也加屏蔽，以防止其他外来的电磁干扰。这
变压器 教学设计
《变压器》教学设计 教学目标 知识与技能 1．知道变压器的构造。 2．理解变压器的原理。 3．掌握理想变压器原副线圈中电压、电流及功率的关系。 过程与方法 让学生通过实验的探究，自己分析出变压器原副线圈电压与匝数的关系。 情感态度与价值观 培养学生分析数据、归纳得出结论 重点难点 重点：变压器的原理。 难点：理想变压器原副线圈匝数与电压、电流及功率关系的得出。 教学手段及方法 1．多媒体教学 2．启发式教学为主 教具学具 多媒体课件、教学电源、可拆变压器、多用电表、10欧姆的滑线变压器、额定电压为4.2伏的灯泡等。 设计思想 本节课以“创设情景提出问题观察思考自主探索—讨论交流总结归纳”为教学结构，采用“交流—互动”的探究模式教学。 充分开发和利用新课程资源，创设贴近学生实际生活的问题情景，激发学生的学习物理的兴趣和求知欲望，同时体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的联系。 教学过程 教学内容教师活动学生活动设计意图 生活需要导入提出问题生活中，所用各种小型电器要求的交流输入电 压数值，能不能高于市电220伏特？ 学生举例互相补充 激发学生 兴趣，活 跃气氛
师生互动展开新课(四)变压器硅钢片的插接组合方式是由什么道理决定的提问:变压器产生的热量主要是交变电磁场在 铁芯中引起的涡流造成的吗? 2归纳:交变电磁主要通过铁芯 2.为了减少变压器的热损耗，铁芯有结构的要 求、绝缘的要求和散热的要求 3.演示：成品的变压器硅钢片如何插接组合成 铁芯 学生讨论 回答:结论是肯定的 学生倾听，仔细观察 开拓学生 思维 拓宽学生 知识 课堂小结梳理内容1.什么是理想变压器 2.探究原副线圈匝数比与电压比的电路设置， 探究过程和结论得出 3.理想变压器原副线圈中电流、功率的关系 4.变压器对线径粗细和铁芯的硅钢片及铁芯的 结构有何要求，并弄懂其基本道理 学生认真倾听 系统梳理 本节内容 板书设计 变压器 一、理想变压器的概念 变压器通过电磁感应将传到电磁能从初级传到次级的过程中没有能量损失，满足该条件的变压器，叫做理想变压器。 二、变压器中原副线圈匝数与电压比的电路设置 三、理想变压器的规律 N1：N2=U1：U2 N1：N2=I2：I1 P1=P2 U1*I1=U2*I2 四、变压器线圈线径粗细的选择和铁芯结构的要求 1．降压变压器的初级线线圈径较细、次级线圈线径较粗。 2．铁芯有结构要求 五、布置作业
变压器教学设计
第四节《变压器》教学设计一、教学思路 “变压器”的教学围绕“变压器为什么能改变电压”变压器是怎样改变电压、电流等问题为线索来展开教学过程，采用定性分析和定量相结合，理论推导和实验验证相结合的方法，先使学生理解互感现象，再通过学生探究活动，验证电压与匝数的关系，邂逅通过法拉第电磁感应定推导出电压与线圈匝数之间存在的关系。 教材分析：教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，新教材的特点之一是“具有基础性、丰富性和开放性。”即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。本节教材配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象，开阔眼界的科学漫步。教材对变压器原理的表述比较浅，在处理时要将这部分内容情境化，将静态知识动态化，利于学生理解透彻。? 学生分析：学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握，在《交流电?》前两节的学习，对交流电的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。但对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系这一知识点比较欠缺，在教学中需作出补充提示。? 二、教学目标 1、知识与技能： １）知道变压器的基本构造 ２）理解变压器的工作原理 ３）探究并应用变压器的各种规律 2、?过程与方法： １）能熟练应用控制变量法解决多变量问题 ２）进一步掌握科学探究的一般思路 3、?情感态度与价值观： １）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣 ２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度 三、教学重难点 教学重点：变压器工作原理及工作规律． 教学难点：（l）理解副线圈两端的电压为交变电压． （2）推导变压器原副线圈电流与匝数关系． （3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义． 重难点的突破措施： （l）通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律． （2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系． （3）通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义． 四、教学媒体 变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、多媒体等 五、教学过程 （一）知识回顾： 1、什么是互感现象？
LED(50W)电子变压器
LED(50W)电子变压器 本文介绍的电子变压器，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。 电路如图所示。其工作原理与开关电源相似，二极管VD1～VD4构成整流桥把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0.45mm 高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1.25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。 电路工作时，A点工作电压约为12V;B点约为25V;C点约为105V;D点约为10V。如果电压不满足上述数值，或电路不振荡，则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良好，T1a、T1b的相位是否正确。整个电路装调成功后，可装入用金属材料制作的小盒内，发利于屏蔽和散热，但必须注意电路与外壳的绝缘。引外，改变T2 a、b二线圈的匝数，则可改变输出的高频电压。
物理教学案例—《变压器》
物理教学案例—《变压器》 教学目标 一、知识目标 1、知道变压器的构造．知道变压器是用来改变交流电压的装置． 2、理解互感现象，理解变压器的工作原理． 3、掌握理想变压器工作规律并能使用解决实际问题． 4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题． 5、理解变压器的输入功率等于输出功率．能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题． 6、理解在远距离输电时，利用变压器能够大大降低传输线路的电能消耗的原因． 7、知道课本中介绍的几种常见的变压器． 二、水平目标 1、通过观察演示实验，培养学生物理观察水平和准确读数的习惯． 2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括水平． 3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义． 三、情感目标 1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美． 2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想． 3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度． 教学重点、难点、疑点及解决办法 1、重点：变压器工作原理及工作规律． 2、难点： （l）理解副线圈两端的电压为交变电压． （2）推导变压器原副线圈电流与匝数关系． （3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义． 3、疑点：变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈．
4、解决办法： （l）通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律． （2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系． （3）通过使用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义． 教学建议 教材分析及相对应的教法建议 1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的．变压器不能改变恒定电流的电压．互感现象是变压器工作的基础．让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象．这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的．因而，其中的感应电动势之比只与匝数相关．这样原、副线圈的匝数不同，就能够改变电压了． 2、在分析变压器的原理时，课本中提到了“次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源”；一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的．这两个条件，都是“理想”变压器的工作原理的内容．利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先能够协助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量；在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电．在这个过程中，如果从能量角度分析，能够看成是电能（原线圈中的交变电流）转换成磁场能（铁心中的变化磁场），磁场能又转换成电能（副线圈对外输出电流）．所以，变压器是一个传递能量的装置．如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量．要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式．在解决有两个副线圈的变压器的问题时，这个点尤其重要．当然，在初学时，有两个副线圈的变压器的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题．对于学有余力的学生，可引导他们实行分析讨论． 3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊理解，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清理解会有所协助．
12v电子变压器工作原理
电子变压器工作原理图 电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电，然后用电子元件组成一个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关稳压电源具有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。 下面一种电子变压器电路图的分析，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。 电子变压器电路图: 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似，二极管VD1～VD4 构成整流桥 把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻 R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0．45mm高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1．25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。此电子变压器电路工作时，A点工作电压约为12V；B点约为25V；C点约为105V；D点约为10V。如果电压不满足上述数值，或电子变压器电路不振荡，则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良好，T1a、T1b的相位是否正确。整个电子变压器电路装调成功后，可装入用金属材料制作的小盒内，发利于屏蔽和散热，但必须注意电路与外壳的绝缘。引外，改变T2 a、b二线圈的匝数，则可改变输出的高频电压。
第三章 变压器习题答案教学提纲
第三章变压器习题答 案
第三章变压器 一、填空： 1.变压器空载运行时功率因数很低，其原因为。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 2.变压器的副端是通过对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 3.引起变压器电压变化率变化的原因是。 答：负载电流的变化。 4.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 5.变压器副边的额定电压指。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 6.通过和实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 7.变压器的结构参数包括，，，，。 答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。 8.在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为。 答：1。 9.既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为，仅和一侧绕组交链的磁通为。答：主磁通，漏磁通。 10.变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是。 答：自耦变压器。
11. 并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压 器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 12. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。 答：可变损耗，不变损耗。 二、选择填空 1. 三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下， cos 越高，则 。 A ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越高， B ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低， C ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低， D ：副边电压变化率Δu 越小，效率η越高。 答：D 2. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流， 低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 A ： 808.3A ， B: 56A ， C: 18.67A ， D: 32.33A 。 答：C 3. 一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那 末原边的励磁阻抗标幺值是 。 Ａ：１６, Ｂ：１６００,
《变压器》教案
变压器 教案 【教学目标】 1．知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。 2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。 【重点难点】 1．变压器的工作原理。 2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系。 【【教教学学方方法法】】 实验探究法 【【教教学学用用具具】】 课 件 【教学过程】 一、变压器的原理 1、变压器的构造 （1）变压器是由套在闭合铁芯上的原、副两线圈组成：跟电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，跟负载连接的线圈叫副圈，也叫次级线圈，两线圈由绝缘导线绕制，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成． （2）变压器的示意图和在电路中的符号分别如图所示： 2、变压器的工作原理 （1）工作原理：互感现象。 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能到磁场能再到电能的转化。 （2）变压器只能工作在交流电路．
3、理想变压器： 不计漏磁，略去原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，称为理想变压器。实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。 二、理想变压器的工作规律 【实验探究】 （1）按图示电路连接电路 （2）原线圈接低压交流电源6V ，保持原线圈匝数n 1不变，分别取副线圈匝数 n 2=2 1 n 1，n 1，2 n 1，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表 格。 （3）原线圈接低压交流电源6V ，保持副线圈匝数n 2不变，分别取原线圈匝数 n 1=2 1 n 2，n 2，2 n 2，用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压，记入表 格。 U 1＝6V （4）总结实验现象，得出结论。 【注意事项】 （1）连接好电路后，同组同学分别独立检查，然后由老师确认，电路连接无误才能接通电源。
高频变压器的制作
高频变压器的制作高频变压器的线路图如图1所示。 图1 高频变压器的线路图 高频变压器的制作流程如图2所示。 图2 高频变压器的制作流程
高频变压器的制作大致包括以下十个过程，对每个过程的流程、工艺及注意事项作详细的分析。 1.绕线 （1）材料确认 1）变压器骨架（BOBBIN）规格的确认。 2）不用的引脚剪去时，应在未绕线前先剪掉，以防绕完线后再剪除时会刮伤线或剪错脚，而且可以避免绕线时缠错脚位。 3）确认骨架完整，不得有破损和裂缝。 4）将骨架正确插入治具，一般特殊标记为引脚1（PIN 1），如果图面无注明，则引脚1朝机器。 5）须包醋酸布的先依工程图要求包好，紧靠骨架的两侧，再在指定的引脚上先缠线（或先钩线）后开始绕线，原则上绕线应在指定的范围内绕线。 （2）绕线方式 1）绕线方式 根据变压器要求不同，绕线的方式大致可分为以下几种： ①一层密绕：布线只占一层，紧密的线与线间没有空隙，整齐的绕线如图3a所示。 ②均等绕：在绕线范围内以相等的间隔进行绕线；间隔误差在20%以内可以允收，如图3b所示。 图3 绕线方式 ③多层密绕：在一个绕组一层无法绕完，必须绕至第二层或二层以上，此绕法分为三种情况：
a）任意绕：在一定程度上整齐排列，达到最上层时，布线已零乱，呈凹凸不平状况，这是绕线中最粗略的绕线方法。 b）整列密绕：几乎所有的布线都整齐排列，但有若干的布线零乱（约占全体30%，圈数少的约占5%REF）。 c）完全整列密绕：绕线至最上层也不零乱，绕线很整齐的排列，这是绕线中最难的绕线方法。 ④定位绕线：布线指定在固定的位置，一般分五种情况，如图4所示。 图4 定位绕线 ⑤并绕：两根以上的线同时平行的绕同一组线，各自平行的绕，不可交叉，此绕法大致可分为四种情况，如图5所示。
它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器
环型变压器及其应用 环形变压器是电子变压器的一大类型，已广泛应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中，它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器在国外已有完整的系列，广泛应用于计算机、医疗设备、电讯、仪器和灯光照明等方面。 我国近十年来环形变压器从无到有，迄今为止已形成相当大的生产规模，除满足国内需求外，还大量出口。国内主要用于家电的音响设备和自控设备以及石英灯照明等方面。 环形变压器由于有优良的性能价格比，有良好的输出特性和抗干扰能力，因而它是一种有竞争力的电子变压器，本文拟就它的特点作一介绍。 2环形变压器的特点 环形变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片（片厚一般为0.35mm以下），无缝地卷制而成，这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。环形变压器的线圈均匀地绕在铁心上，线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合，与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25％，由此带来了下述一系列的优点。1）电效率高铁心无气隙，叠装系数可高达95％以上，铁心磁导率可取1.5～1.8T（叠片式铁心只能取1.2～1.4T），电效率高达95％以上，空载电流只有叠片式的10％。2）外形尺寸小，重量轻环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半，只要保持铁心截面积相等，环形变压器容易改变铁心的长、宽、高比例，可以设计出符合要求的外形尺寸。 3）磁干扰较小环形变压器铁心没有气隙，绕组均匀地绕在环形的铁心上，这种结构导致了漏磁小，电磁辐射也小，无需另加屏蔽都可以用到高灵敏度的电子设备上，例如应用在低电平放大器和医疗设备上。 4）振动噪声较小铁心没有气隙能减少铁心 表1加拿大PLITRON环形变压器外形尺寸及重量输出功率P2/V A变压器外径Dw/mm变压器高度h1/mm装配后高度h2/mm重量m/kg 85525300.25 156333370.35 307033380.45 508038450.9 809735391.00 1209543471.2 16011045501.8 22511050552.2 30011057622.6 50013563674.0 62514578835.0 75015080855.5 100016080856.3 1500200758011.7 环形变压器及其应用： 图1环形变压器外形图 感应振动的噪音，绕组均匀紧紧包住环形铁心，有效地减小磁致伸缩引起的“嗡嗡”声。5）运行温度低由于铁损可以做到1.1W/kg，铁损很小，铁心温升低，绕组在温度较低的铁心上散热情况良好，所以变压器温升低。 6）容易安装环形变压器只有中心一个安装螺杆，特别容易在电子设备中进行快速安装与拆卸。
变压器习题答案讲课教案
第一篇 变压器 一、填空题： 1. 变压器工作原理的基础是 定律。 电磁感应 2. 变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组加 ，二次绕组的 电压。 额定电压，空载线（或开路线） 3. 在变压器中，同时和一次绕组、二次绕组相交链的磁通称为 ，仅和一侧绕组交链的磁通 称为 。 主磁通，漏磁通 4. 变压器磁场中的磁通按照性质和作用的不同，分为 和 ，主磁通的作用 是 ，漏磁通的作用是 。 主磁通，漏磁通，传递能量，产生漏电抗压降 5. 一台变压器的额定频率为60Hz ，现将它接到50Hz 的电网上运行，若电压和线圈匝数均不变，则铁心 中的磁通大约为原值的 倍。 1.2 6. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz 、电压为变压器6/5倍额定电压的电网上运行，此时 变压器磁路饱和程度______，励磁电流______，励磁电抗______，漏电抗______。 饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 7. 当变压器主磁通按正弦规律变化时，（考虑磁路的饱和）其空载电流波形为___________。 尖顶波 8. 变压器的变比为k ，如果将二次绕组折合到一次绕组，则2I '=& __________，2E '& =__________， 2 Z '=__________。 221I I k '=&&，22E kE '=&&，222Z k Z '= 9. 变压器等效电路中的X m 是对应于___________的电抗，R m 是表示________ ___的等效电阻。 主磁通，铁耗 10. 变压器额定电压下负载运行时，当负载电流增大时，铜耗将_ ；铁耗将 。 增大，不变 11. 三相变压器的联结组标号反映的是变压器高、低压侧对应 之间的相位关系。 线电动势（或线电压） 12. 两台变压器并联运行，第一台短路电压U K I =5%U N ，第二台短路电压U K II =7%U N ，负载时，第___________ 台变压器先达到满载。 一 13. 三相变压器理想并联运行的条件为___________________________，___________________________， __________________________________，其中必须满足的条件是_________ _______。 各变压器的变压比相等，联结组标号相同，短路阻抗的标幺值相等，联结组标号相同 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 空载，短路 二、单项选择题： 1. 一台三相电力变压器S N =560KV A ，U 1N /U 2N =10000/400V ，Dy 接法，负载时忽略励磁电流，低压侧相
电机与变压器教案
绪论 一、教学目标 1、了解电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、了解电机的发展概况 3、明确本课程的任务和要求 二、教学重点与难点 1、电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、明确本课程的任务和要求 三、教学时间：1学时 四、教学过程及主要内容 一、电机在电能产生、传输、转换中的作用 一）电能是怎样产生的？ 一般情况下，水能、热能、核能等其他自然能源水水轮机、气轮机等原动机转动，再由原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。 二）变压器在电能的传输中有什么作用？ 1、减少输电线电阻 2、提高输电电压 三）电动机在电能的使用上有什么优点？ 二、电机发展概况 三、本课程的任务和要求 一）任务 1、掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识； 2、了解同步电动机和特种电动机； 二）要求 1、学习要理论联系实际 2、注重对电机故障的分析、判断和检修能力的培养 3、为生产实习课与解决实际技术问题奠定理论和技能基础 第一单元变压器的分类、结构和原理 课题一变压器的分类和用途 一、教学目标 1、学生掌握变压器的定义 2、学生了解变压器的用途和分类 二、教学重点与难点 变压器的用途和分类
三、教学时间：1学时 四、教学过程及主要内容 一、变压器的主要用途 变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。在电力系统中，专门用于升高电压和降低电压的变压器统称为电力变压器。 变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电，以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。 二、变压器的分类 变压器可以按照用途、绕组数目、相数、冷却方式、调压方式分类。 1、按照用途分，主要有电力变压器、调压变压器、仪用互感器（如测量用电流互感器和电压互感器）、供特殊电源用的变压器（如整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、脉冲变压器）。 2、按照绕组数目分，主要有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。 3、按照相数分，主要有单相变压器、三相变压器、多相变压器。 4、按照冷却方式分，主要有干式变压器、充气式变压器、油浸式变压器（按照冷却条件，又可细分为自冷、风冷、水冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷变压器）。 5、按照调压方式分，主要有无载调压变压器、有载调压变压器、自动调压变压器。容量大小：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 五、作业 变压器的分类方式有很多，按用途可以分为哪几种？ 课题二变压器的结构与冷却方式 一、教学目标 1、学生掌握变压器的基本结构 2、学生了解变压器的冷却方式 3、熟悉变压器的主要附件 二、教学重点与难点 1、变压器的基本结构 2、变压器的主要附件 三、教学时间4学时
高频变压器
高频变压器 1、励磁电流是所加在线圈两端的电压产生的，产生了电流后，会产生一个反向电动势，有阻碍外界电压变化的趋势，但这个电压不是稳定的，会随着外电压的变化而变化。当然，这个外界电压是指比较平滑的，比如抛物波电压，如果是在某一电平处突然断开，会产生一个很高的反向脉冲，将比原先的电平要高。 2、.激磁电流的作用？说是为了维持初级线圈的磁通变化量，那我可不可以这么理解，其实激磁电流的作用就是为了抵消变压器的损耗和一些不能传递到变压器次级的能量呢？你对激磁电流的理解基本正确，因为变压器毕竟做不到理想状态，虽然次级空载，但要维持电压，仍需要一定量的功率输入。而且，因为铁心涡流等原因，这个输入会随着次级负载的加重而增大。 3.变压器的空载电流包括励磁电流和铁耗电流，励磁电流也称激磁电流或磁化电流。由于铁耗电流很小，空载电流主要用于励磁，所以，有时也称空载电流为励磁电流。 可用数学表达式表示如下： 激磁电流=励磁电流=磁化电流 空载电流=激磁电流+铁耗电流 变压器的空载电流通常只是变压器额定电流的百分之零点几。所以不需要专门的保护措施。不过变压器空载合闸涌流是变压器额定电流的5倍以上，需要设置差动保护，以免高压保护误动作。 励磁电流>>铁耗电流 空载电流≈激磁电流 4、EE型骨架和EI型骨架的变压器，其初次级线圈大多是共用一个线架的， 因此除了安装工艺不同外，其他的没有什么区别 EE是卧式EF是立式EI型是硅钢片 变压器骨架一般按变压器所使用的磁芯(或铁芯)型号进行分类，有EI、EE、EF、EPC、ER、RM、PQ、UU等型号，而每个型号又可按磁芯(或铁芯)大小进行区分，如EE5、EE8、EE13、EE19等大小不一的型号。 变压器骨架按形状分为：立式和卧式两种；按变压器的工作频率又分为高频骨架和低频骨架两种，这里所讲的频率，并不是指使用的次数，而是指变压器在工作时周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)，简称赫，也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)或GHz做单位；按骨架的针脚使用性质，又分为传统式骨架（DIP）和帖片式骨架（SMD）两种
隔离变压器
隔离变压器 1 隔离变压器工作原理 隔离是指变压器原副边绕线圈之间是电绝缘的。变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。隔离有很多种，对于低压常见的变压器主要是金属绕线圈外面敷上绝缘漆，然后原副边绕线圈绕在一闸铁心上组成一个变压器。这种变压器的绕线圈使用的导线很多人就叫其“漆包线”。原因就是那层绝缘漆。这时原副边就是靠那层漆绝缘的，即隔离的。 隔离变压器的原理与普通干式变压器相同，也是利用电磁感应原理，主要隔离一次电源回路，二次回路对地浮空，以保证用电安全。 现以单相双绕组变压器为例阐明其变压器的原理，如图所示：当一次侧绕组上加上电压U1时，流过电流I1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感到电势E1，E2，感到电势公式为： E=4.44fN?m 式中： E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 当二次绕组与一次绕组匝数有差异，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压U1和U2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流(I0)，这个电流称为励磁电流。当二次侧加负载流过负载电流I2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为励磁电流I0，一部分为用来平衡I2，所以这部分电流随着I2变化而变化。 一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用，但在频率较高的情况下，两绕组之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的，但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰性。 静电屏蔽就是在原、副绕组之间设置一片不闭合的铜片或非磁性导电纸，称为屏蔽层。铜片或非磁性导电纸用导线连接于外壳。有时为了取得更好的屏蔽效果，在整个变压器，还罩一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端子也加屏蔽，
变压器的应用教案
课题：变压器的应用 课型：讲授 教学目的要求： 1、掌握变压器在电压变换方面的应用：自耦变压器、电压互感器。 2、掌握变压器在电流变换方面的应用：电流互感器、钳形电流表。 3、了解变压器阻抗变换方面的应用。 教学重点、难点： 教学重点：变压器的电压变换和电流变化及其应用。 教学难点：变压器空载运行和电压变换，负载运行与电流变换。 教学分析： 本次课通过对变压器空载运行时，原副线圈中感应电动势的分析得出变压器的变压比概念，然后具体分析利用电压变换原理的两种常用电器元件——自耦变压器及电压互感器的工作原理，最后通过例题巩固其知识点。电流变化及阻抗变换也基本采用这一模式来讲解相关内容。 复习、提问： 1、变压器工作原理是什么？ 2、变压器的额定值有哪些，其关系是怎样的？ 教学过程： 上节课讲述了变压器的工作原理和有关磁路方面的概念。今天我们来看看变压器有哪些应用。 一、空载运行和电压变换
原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 图1 变压器空载运行原理图
设原线圈匝数为N 1，副线圈匝数为N 2，磁通为Φ ，感应电动势为 t N E t N E ??=??=Φ Φ2 211 ， 由此得 2 1 21N N E E = 忽略线圈内阻得 K N N U U ==2 1 21 上式中K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。 如果N 1 < N 2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。 如果N 1 > N 2，K >1，电压下降，称为降压变压器。 应用实例： 1、自耦变压器 实验室中常用的调压器就是一种可改变副绕组匝数的自耦变压器 (a)符号 (b)外形 (c)实际电路 图2 自耦变压器 原副边电压之比是： 2、电压互感器 (a) 构造 (b)接线图 图3 电压互感器
高频变压器设计的五个步骤
变压器的设计过程包括五个步骤: ①确定原副边匝数比； 为了提高高频变压器的利用率,减小开关管的电流,降低输出整流二极管的反向电压,减小损耗和降低成本,高频变压器的原副边变比应尽量大一些. 为了在任意输入电压时能够得到所要求的电压,变压器的变比应按最低输入电压选择.选择副边的最大占空比为 ,则可计算出副边电压最小值为: ,式中, 为输出电压最大值, 为输出整流二极管的通态压降, 为滤波电感上的直流压降.原副边的变比为: ②确定原边和副边的匝数； 首先选择磁芯.为了减小铁损,根据开关频率 ,参考磁芯材料手册,可确定最高工作磁密、磁芯的有效导磁截面积、窗口面积 .则变压器副边匝数为: .根据副边匝数和变比,可计算原边匝数为 ③确定绕组的导线线径； 在选用导线线径时,要考虑导线的集肤效应.所谓集肤效应,是指当导线中流过交流电流时,导线横截面上的电流分布不均匀,中间部分电流密度小,边缘部分电流密度大,使导线的有效导电面积减小,电阻增加.在工频条件下,集肤效应影响较小,而在高频时影响较大.导线有效导电面积的减小一般采用穿透深度来表示.所谓穿透深度,是指电流密度下降到导线表面电流密度的0.368(即: )时的径向深度. ,式中, , 为导线的磁导率,铜的相对磁导率为 ,即:铜的磁导率为真空中的磁导率 , 为导线的电导率,铜的电导率为 . 为了有效地利用导线,减小集肤效应的影响,一般要求导线的线径小于两倍的穿透深度,即 .如果要求绕组的线径大于由穿透深度所决定的最大线径时,可采用小线径的导线多股并绕或采用扁而宽的铜皮来绕制,铜皮的厚度要小于两倍的穿透深度 (4)确定绕组的导线股数 绕组的导线股数决定于绕组中流过的最大有效值电流和导线线径.在考虑集肤效应确定导线的线径后,我们来计算绕组中流过的最大有效值电流. 原边绕组的导线股数:变压器原边电流有效值最大值 ,那么原边绕组的导线股数 (式中,J 为导线的电流密度,一般取J=3~5 , 为每根导线的导电面积.). 副边绕组的导电股数:①全桥方式:变压器只有一个副边绕组,根据变压器原副边电流关系,副边的电流有效值最大值为: ;②半波方式:变压器有两个副边绕组,每个负载绕组分别提供半个周期的负载电流,因此其有效值为 ( 为输出电流最大值).因此副边绕组的导线股数为(5)核算窗口面积 在计算出变压器的原副边匝数、导线线径及股数后,必须核算磁芯的窗口面积是否能够绕得下或是否窗口过大.如果窗口面积太小,说明磁芯太小,要选择大一点的磁芯;如果窗口面积
隔离变压器的作用及工作原理
隔离变压器的作用及工作原理 什么是隔离变压器 隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器，隔离变压器用以避免偶然 同时触及带电体，变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。早期为欧洲国家用在电 力行业，广泛用于电子工业或工矿企业、机床和机械设备中一般电路的控制电源、安全照 明及指示灯的电源。 一次侧、二次侧绕组间有较高绝缘强度以隔离不同电位抑制共模干扰的专用变压器。 隔离变压器的变比通常是1：1。 隔离变压器工作原理 隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压 器一般是指1：1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。 隔离变压器不全是1：1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机，电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了 安全维修彩电常用1比1的隔离变压器。隔离变压器是使用比较多的，在空调中也是使用的。 一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用，但在频率较高的情况下，两绕组 之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕 组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的， 但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰特性。 静电屏蔽就是在原、副绕组之间设置一片不闭合的铜片或非磁性导电纸，称为屏蔽层。铜片或非磁性导电纸用导线连接于外壳。有时为了取得更好的屏蔽效果，在整个变压器， 还罩一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端子也加屏蔽，以防止其他外来的电磁干扰。这样可
使原、副绕组之间主要只剩磁的耦合，而其间的等值分布电容可小于0.01pF，从而大大减小原、副绕组间的电容电流，有效地抑制来自电源以及其他电路的各种干扰。 隔离变压器的分类 普通隔离变压器由于一次侧、二次侧绕组之间没有直接的电气连接，故一般的电力变压器不论变比为多少都具有电位隔离的功能，而隔离变压器则可以隔离更高的电位差。它被广泛应用于交流电源线上、通信线上，隔离接地回路，有效抑制低频、音频范围内的共模干扰，但不能抑制差模干扰。信号与脉冲隔离变压器也广泛地应用在音频到视频范围，用于中断地环路，实现耦合交流、隔离直流成分、阻抗匹配等功能。由于隔离变压器的一次侧与二次侧之间存在分布电容，从而降低了接地回路阻抗。当由于某种原因，B点电位升高出现干扰电压en时，高频共模干扰可从一次侧耦合到二次侧。 屏蔽隔离变压器在隔离变压器的一次侧和二次侧之间插入一层金属屏蔽层，屏蔽层将一次侧与二次侧之间的电容分为两个，起到了屏蔽作用。如将金属屏蔽层与变压器接地端连接，则来自一次侧的共模干扰在到达二次侧前被屏蔽层阻抗旁路。如将金属层与变压器一次侧输入端（有调压抽头时接调压抽头或接地端和零线端）连接，来自一次侧的差模干扰在到达二次侧前也被屏蔽层短路。 双重屏蔽隔离变压器当一次侧同时出现共模和差模干扰时，将一层屏蔽层连接到一次侧以降低差模噪声，将另一层屏蔽层连接到共模干扰的基准面或地线上以降低共模噪声。隔离变压器外壳也被连接到安全地线上。屏蔽层的连接线必须短而可靠，否则在高频时，屏蔽效果明显降低。 三重屏蔽的隔离变压器当需要更高隔离要求的时候，可选用三重屏蔽的隔离变压器。三种不同屏蔽层的连接方法取决于变压器的安装方法以及接地条件。一般将变压器安装在设备机架的隔板或屏蔽室的隔墙上，并将机架接设备安全地线，输入电源安全地被断开加绝缘管保护。 对隔离变压器的要求在变电所、发电厂中电子设备使用的隔离变压器，应参照国家对设备的标准要求进行选择，电源用的隔离变压器应满足如下几项指标：①额定电压：220V