《电工电子技术第3章 磁路和变压器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术第3章 磁路和变压器（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、跳转到第一页电工电子技术基础电工电子技术基础*电工电子技术跳转到第一页第第3 3章章 磁路和变压器磁路和变压器n n3.1 3.1 磁路磁路n n3.2 3.2 变压器变压器n n简单磁路概念和分析方法简单磁路概念和分析方法n n变压器工作原理变压器工作原理学习要点学习要点Date电工电子技术跳转到第一页3.1 3.1 磁路磁路实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心 。线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响 电路。因此电工技术不仅有电路问题，同时 也有磁路问题。Date电工电子技术跳转到第一页3.1.1 3.1.1 磁路的基本物理量磁路的基本物理量1 1磁感应强度磁感应强度B B磁感应强度B是表
2、示磁场内某点磁场强弱及 方向的物理量。 B的大小等于通过垂直于磁场方 向单位面积的磁力线数目，B的方向用右手螺旋 定则确定。单位是特斯拉(T)。 2 2磁通磁通均匀磁场中磁通等于磁感应强度B与垂直 于磁场方向的面积S的乘积，单位是韦伯(Wb)。Date电工电子技术跳转到第一页3 3磁导率磁导率 磁导率表示物质的导磁性能，单位是亨 /米(H/m)。 真空的磁导率非铁磁物质的磁导率与真空极为接近，铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率 。相对磁导率相对磁导率 r r：物质磁导率与真空磁导率的比值。非铁磁物质r近似为1，铁磁物质的r远大于1。Date电工电子技术跳转到第一页4 4磁场强度磁场强度HH 磁
3、场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布有关，而与磁介质的磁导 率无关，单位是安米（Am）。是为了简化计算而引入的辅助物理量。Date电工电子技术跳转到第一页3.1.2 3.1.2 磁场的基本定律磁场的基本定律 1 1安培环路定律安培环路定律 计算电流代数和时，与绕行方向符合右 手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。若闭合回路上各点的磁场强度相等且其 方向与闭合回路的切线方向一致，则：Date电工电子技术跳转到第一页2 2磁路欧姆定律磁路欧姆定律 称为磁阻，表示磁路对磁 通的阻碍作用。因铁磁物质的磁阻Rm不是常数，它会随励磁电流I的改变而改变，因而通常不能用磁路的欧姆定律直接计算，但可以用于定性
4、分析很多磁路问题。Date电工电子技术跳转到第一页3 3电磁感应定律电磁感应定律 Date电工电子技术跳转到第一页3.1.3 3.1.3 铁磁材料的磁性能铁磁材料的磁性能高导磁性高导磁性：磁导率可达102104，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。 磁饱和性磁饱和性：B不会随H的增强而无限增强， H增大到一定值时，B不能继续增强。 磁滞性磁滞性：铁心线圈中通过交变电流时，H的 大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中 反复磁化，在反复磁化的过程中，B的变化 总是滞后于H的变化。Date电工电子技术跳转到第一页铁磁材料的类型： 软磁材料软磁材料：磁导率高，磁滞特性
5、不明显，矫顽 力和剩磁都小，磁滞回线较窄，磁滞损耗小。 硬磁材料硬磁材料：剩磁和矫顽力均较大，磁滞性明显 ，磁滞回线较宽。 矩磁材料矩磁材料：只要受较小的外磁场作用就能磁化 到饱和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回 线几乎成矩形。磁化曲线磁滞回线Date电工电子技术跳转到第一页设线圈的电阻为R，主 磁电动势为e和漏感电动势为 e，由KVL，有：3.1.4 3.1.4 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路e 的有效值为 ：1 1电压、电流和磁通的关系电压、电流和磁通的关系Date电工电子技术跳转到第一页写成相量形式 ：设漏磁电感为L，则：Date电工电子技术跳转到第一页2 2功率损耗功率损耗3 3等
6、效电路等效电路图中X0是反映线圈能量储放 的等效感抗。Date电工电子技术跳转到第一页Date电工电子技术跳转到第一页3.2 3.2 变压器变压器3.2.1 3.2.1 变压器的工作原理变压器的工作原理原绕组匝数为N1，电压u1，电流i1，主磁 电动势e1 ，漏磁电动势e1；副绕组匝数为 N2 ，电压u2 ，电流i2 ，主磁电动势e2 ，漏磁 电动势e2 。Date电工电子技术跳转到第一页1 1电压变换电压变换原绕组的电压方程 ：副绕组的电压方程 ：忽略电阻R1和漏抗X1的电压，则 ：k称为变压器的变比 。Date电工电子技术跳转到第一页Date电工电子技术跳转到第一页三相变压器的两种接法及电
7、压的变换关系Date电工电子技术跳转到第一页2 2电流变换电流变换由U1E1=4.44N1fm可知，U1和f不变时 ，E1和m也都基本不变。因此，有负载时 产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势（ i1N1+i2N2）和空载时产生主磁通的原绕组的 磁动势i0N1基本相等，即：空载电流i0很小，可忽略不计。Date电工电子技术跳转到第一页3 3阻抗变换阻抗变换设接在变压器副绕组的负载阻抗Z 的模为|Z|，则：Z反映到原绕组的阻抗模|Z|为 ：Date电工电子技术跳转到第一页Date电工电子技术跳转到第一页3.2.2 3.2.2 变压器的使用变压器的使用 1 1外特性外特性电压变化率反映电压U2的变化
8、程度。 通常希望U2的变动愈小愈好，一般变压器 的电压变化率约在5%左右。 2 2损耗与效率损耗与效率铁损PFe包括磁滞损耗和涡流损耗。损耗 ：铜损 ：Date电工电子技术跳转到第一页效率：3 3额定值额定值(1)额定电压UN：指变压器副绕组空载时各 绕组的电压。三相变压器是指线电压。(2)额定电流IN：指允许绕组长时间连续工 作的线电流。(3)额定容量SN：在额定工作条件下变压器 的视在功率。三相变压器 ：单相变压器 ：Date电工电子技术跳转到第一页4 4变压器线圈极性的测定变压器线圈极性的测定 (1)同极性端的标记(2)同极性端的测定毫安表的指针正偏1 和3是同极性端；反 偏1和4是同极
9、性端 。U13=U12U34时1和3是同 极性端； U13=U12U34时 1和4是同极性端。Date电工电子技术跳转到第一页3.2.3 3.2.3 特殊变压器特殊变压器1 1自耦变压器自耦变压器 特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副 压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。Date电工电子技术跳转到第一页2 2仪用互感仪用互感器器(1)电流互感器：原绕组线径较粗，匝数很 少，与被测电路负载串联；副绕组线径较细， 匝数很多，与电流表及功率表、电度表、继电 器的电流线圈串联。用于将大电流变换为小电 流。使用时副绕组电路不允许开路。Date电工电子技术跳转到第一页(2)电压互感器：电压互感器的原绕组 匝数很多，并联于待测电路两端；副绕组 匝数较少，与电压表及电度表、功率表、 继电器的电压线圈并联。用于将高电压变 换成低电压。使用时副绕组不允许短路。Date电工电子技术
