第

3

章磁

路

與

變

壓

器電工學簡明教程(

第三版)第3章

磁路與電壓器高_等教育出版_社

高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(第三版)第3章

磁路與變壓器3.1

磁路及其分析方法3.2

交流鐵心線圈電路3.3

變

壓

器3.4

電

磁

鐵高_等教育出版_社

高等教育電子音像出版社3.1

磁路及其分析方法3.1.1

磁場的基本物理量1.

磁

感

應

強

度

B

——

矢

量

單位

：T均勻磁場——磁場內各點的B

大小相等，方向相同。2.

磁

通

①

——標量單位：W

b對于均勻磁場①=B·S3.

磁

導

率

μ

真空磁導率

L=4π×10-7H/m

(亨/米)相對磁導率4=μμ?對于鐵磁材料

Lr=102～1054.

磁

場

強

度

H——矢

量

定

義

H=B/μ單

位

：A/m(

安

/

米

)電工學簡明教程(

第三版)第3章

磁路與電壓器高

等

教

育

出

版

社

高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(

第三版)3.1.2

磁性材料的磁性能1.

高

導

磁

性

在外磁場的作用下，磁性物質被強烈磁化而呈現出很強的磁性。2.磁

滯

性

B

的

變

化

落

后

于H

。高_等教育出版_社

高等數育電子音像出版社3.1.2

磁性材料的磁性能3.

磁飽和性

H

增加，B

增加很小的現象。電工學簡明教程(

第三版)a、c段μ值大、過c

點出現飽和第3章

磁路與電壓器高_等教育出版_社

高等教育電子音像出版社B^μ3.1.3

磁路的分析方法磁路是研究局限于一定范圍內的磁場問題。磁路與

電路一樣，也是電工學課程所研究的基本對象。磁路：磁通相對集中通過的路徑。①。漏

磁通1①

主

磁

通鐵

心線圈電工學簡明教程(

第三版)第3章

磁路與電壓器高_等教育出版_社

高等數育電子音像出版社通過任意閉合面的磁通量①總為0。即穿入閉合面

的磁感線，必同時穿出該閉合面。2.

安培環路定律：f,H·dl=Zl磁場強度沿任意閉合路徑的線積分，

等于穿過該閉合路徑所包圍的電流的代數和。第3章

磁路與電壓器3.1.3

磁路的分析方法1.

磁通連續性原理：電工學簡明教程(

第三版)高等教，育出版社

高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器3.

磁路的歐姆定律根據

f,H·dl=ZI得

HI=NI磁通勢：

F=NI

(單位：

安)磁

壓

降

：

Hlμs磁路歐姆定律：磁路為不同材料組成時NI=H?I?+H?l?+…=

Z(Hl)電工學簡明教程(第三版)磁路磁阻：

Rm高

等

教

育

出

版

社

高等教育電子音像出版社1.

感應電動勢與磁通的關系設：

①=Dmsin

ot

。

1e

=-oNOmcosat

=Emsin(ot-90°)Em=oNPm=2πfNPm=2πfNBmS感應電動勢的有效值：第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(第三版)3.2

交流鐵心線圈電路高等教育出版社高等教育電子音像出版社高

等

教

育出

版

社高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器2.

外加電壓與磁通的關系(主磁通)(漏磁通)由

KVL:

d

=iR-e-i因為R

和e。很小

所以

u

≈-eU

的有效值U≈E=4.44fNOmU=4.44fNBmS電工學簡明教程(

第三版)第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(第三版)3.

功

率

損

耗(

1

)

磁

滯

損

耗鐵心反復磁化時所消耗的功率。(2)渦流損耗①

在鐵心中產生的感應電流而引起的損耗。(3)鐵心損耗鐵

心

損

耗

=

磁

滯

損

耗

+

渦

流

損

耗(4)銅損耗線圈電阻產生的損耗高_

等教育出版社

高等教育電子音像出版社Pcu=I2R第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(

第三版)3.3

變

壓

器3.3.1

變壓器的工作原理1.

變壓器的分類按用途分：

電力變壓器，特種用途變壓器。按相數分：

單相、三相和多相變壓器。按繞組數分：

雙繞組、多繞組及自耦變壓器。2.

變壓器的結構變壓器鐵心：

硅鋼片疊壓而成。變壓器繞組：

高強度漆包線繞制而成。其他部件：

油箱、冷卻裝置、保護裝置等。高_等教育出版_社

高等數育電子音像出版社2.

變壓器的結構變壓器鐵心：

硅鋼片疊壓而成。變壓器繞組：

高強度漆包線繞制而成。其他部件：

油箱、冷卻裝置、保護裝置等。電工學簡明教程(

第三版)第3章

磁路與電壓器心

式

變

壓

器殼

式

變

壓

器高_等教育出版_社

高等教育電子音像出版社線圈鐵

心

e?=-N?d第3章

磁路與電壓器3.

變壓器的工作原理電工學簡明教程(第三版)變壓器符號高

等

教

育

出

版

社高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器3.

變壓器的工作原理電工學簡明教程(第三版)高

等

教

育

出

版

社高等教育電子音像出版社φσ2σ2電工學簡明教程(

第三版)變壓器空載：U?=-E?-E。?+R?E?ü??

E?

fN?DmU??=E?E?=4.44fN?Pm44-E?第3章

磁路與電壓器(1)電壓變換—

變比高

_

等教育出版社

高等教育電子音像出版社結

論電工學簡明教程(第三版)S

i?ü?

Z?第3章

磁路與電壓器(

2

)

電

流

變

換十EEI?=l?n(2.5~5)%N?I?+N?i?=0N?I?=N?I?變壓器接負載：產生主磁通

①

的磁通勢N?I?+N?I?

=N?I?N?I?=-N?I?結

論(i?

小)高_等教育出版_社

高等教育電子音像出版社有效值φ結

論可利用變壓器進行阻抗匹配高

等

教

育

出

版

社高等教育電子音像出版社電工學簡明教程(第三版)第3章

磁路與電壓器第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(

第三版)4.

變壓器的銘牌數據(1)額定容量

SN三相變壓器

Sx=√3U?N?N=√3U?Nl?N單相變壓器

SN=U?Nl?n=U?Nl2N(2)額定電壓

U?N

和

U?NU?N應比滿載運行時的輸出電壓

U?高出5%～10%。(3)額定電流

IiN

和I?N允許通過的最大電流。(4)額定頻率

f高

等

教

育

出

版

社高等教育電子音像出版社[

例

1]

有

一

臺

額

定

容

量

50

kV·A、

額

定

電

壓3300/220

V

的變壓器，高壓繞組為6000

匝，試求：

(1)低

壓繞組匝數；

(2)高壓邊\低壓邊額定電流；

(3)當一次側保

持額定電壓不變，二次側達到額定電流，輸出功率9

kW,cosφ=0.8時的二次側端電壓U?。電工學簡明教程(

第三版)(3)P=U?/scosφ[解](1)(2)第3章

磁路與電壓器高

等

教

育出

版

社

高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器

電工學簡明敦程[例

2]

如圖所示，交流信號源E=120V,

內阻

R?=K

i?

[解]8002,負載

R?=8Ω。

(1)當

R,

折算到一次側的等效電阻

R'π=R

。

時，求變壓器的匝數和信號源的輸出功率；(2)當將負載直接與信號源連接時，信號源輸出多大功率?×8W=0.176高等

教育出版

社

高等教育電子音像出版社R?

(1)R?它十ü?

(2)W十第3章

磁路與電壓器3.3.2

變壓器的外特性外

特

性

U?=f(I?)K

I?電工學簡明教程(第三版)U??電壓變化率高等教育

出版社

高等教育電子音像出版社R?U?十ü?

十2RL人

人

人3△P=△Pcu+△PFe△Pcu=R?I2+R?I2△Pre與Bm有關磁路與電壓器變壓器的損耗與效率1.

損

耗銅損鐵損2.

效

率電工學簡明教程(

第三版)n=(90～99)%第3章3.3.3高

等

教

育

出

版

社

高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器3.3.4

特殊變壓器1.

自耦變壓器電工學簡明教程(

第三版)i=i?-i?高

等

教

育

出

版

社高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器3.3.4

特殊變壓器2.

電流互感器用來擴大測量交流電流的量程注意：

測量時二次繞組電路不允許開路。電工學簡明教程(

第三版)高_

等教育出版社

高等教育電子音像出版社負

載3.3.5

變壓器繞組的極性1.

同

名

端

感應電動勢的同極性端電工學簡明教程(

第三版)第3章

磁路與電壓器高_等教育出版_社

高等教育電子音像出版社正確連接方法，u加在1、4端2與3相連，

兩個①?

的方向相同u

=-e?-e?+R?i+R?i=-2e?+2R?i錯誤連接方法，u加在1、3端2與4相連，

兩個

P?的方向相反u=-e?+e?+R?i+R?i=2R?i產生很大電流，不允許電工學簡明教程(

第三版)第3章

磁路與電壓器2.

繞組的連接高

等

教

育

出

版

社

高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(

第三版)3.4

電磁鐵利用電磁力實現某一機械發生動作的電磁元件。結構：線圈、鐵心、銜鐵銜

鐵線

圈鐵

心高_

等教育出版社

高等教育電子音像出版社通入直流，

無鐵損，鐵心用整塊的鑄鋼、軟鋼。(1)電磁吸力

(2)吸合前后的電磁吸力變化情況U=IR

U

不

變

時

，I不

變Fm=IN=Um=DRm,

也不變Rm=

Rmo

+

RmRm=Rm?所以在吸合后

φ個結

論

：

吸

力

變

大

!第3章

磁路與電壓器1.

直流電磁鐵電工學簡明教程(

第三版)對電流

磁通勢前[

后S不變高_等教育出版_社

高等教育電子音像出版社吸合B?↑第3章

磁路與電壓器

電工學簡明教程(

第三版)2.

交

流電

磁

鐵鐵心由硅鋼片疊成；

有

分

磁

環

。(1)平均電磁吸力

(2)吸合前后的電磁吸力—不變根

據

U=4.44fN

Om當

U,f,

N

不變，

Qm

不變

→Bm

不變

→

吸力F

不變。Rm大

→

iN↑

→

(有效值I

大)小

→

iN」→

(有效值I

小)磁通勢

Fm=iN=Um=吸合所以在吸合過程中，吸力不變，

勵磁電流由大變小高

等

教

育

出

版

社高等教育電子音像出版社第3章

磁路與電壓器(3)分磁環結構①,F

電磁吸力F由于

P?與

D?之間出現了相位差，合成磁通所產

生的電磁吸力就不會為零。電工學簡明教程(

第三版)t磁通為零，

吸力也為零高_

等教育出版社

高等教育電子音像出版社P?第3章

磁路與電