學習目標與要求了解變壓器的用途和結構了解變壓器的分類及型號掌握變壓器的應用掌握同名端異名端的概念

以及確定同名端異名端的實驗方法.變壓器是一種常見的靜止電氣設備,可用來把某種數值的交變電壓變換為同頻率的另一種數值的交變電壓.此外，還可變電流和變阻抗。實例1：市電給6V小燈泡供電方案(a)電阻器分壓供電方案(b)變壓器降壓供電方案圖5.1兩種供電方案變壓器的用途實例2：電力變壓器發電廠變電所用戶輸電配電5.1變壓器的工作原理5.1.1變壓器的分類及型號（課本76頁）1.按電壓的升降分類：有升壓變壓器和降壓變壓器兩種。2.按相數分類：有單相變壓器、三相變壓器及多相變壓器。3.按用途分類：有用于供配電系統中的電力變壓器；有用于測量和繼電保護的儀用變壓器（電壓互感器和電流互感器）；有產生高電壓供電設備的耐壓試驗用的試驗變壓器；有電爐變壓器、電焊變壓器和整流變壓器等特殊用途的變壓器。4.按冷卻方式及冷卻的介質分類：有以空氣冷卻的干式變壓器；有以油冷卻的油浸變壓器；有以水冷卻的水冷式變壓器。目前我國生產的中小型變壓器主要有S5、SL5、SF5、SZ5、SZL5等系列。這些符號的含義是：

S——三相；D——單相；F——風冷；W——水冷；

Z——有載調壓；L——鋁線圈變壓器。例如：某變壓器型號為

S

L

7———500/10

高壓側電壓10kV

額定容量SN=500kV·A

設計序號為7

鋁線圈三相變壓器變壓器的分類和型號（課本77頁）變壓器的結構由于它的使用場合、工作要求及制造等原因有所不同，結構多種多樣，但其基本結構都相類似，均由鐵心和線圈（或稱繞組）組成.與電源連接的為原繞組(初級繞組、一次繞組），與負載相連的為副繞組（次級繞組、二次繞組）5.1.2變壓器的結構（課本77頁）(a)變壓器模型(b)符號變壓器結構示意圖及表示符號變壓器的結構-圖解(a)芯式變壓器（b）殼式變壓器變壓器的結構變壓器的結構-圖解注：

變壓器除了鐵芯和線圈外，還有散熱裝置5.1.3變壓器的額定值

變壓器的額定值是保證變壓器能夠長期可靠地運行工作，并且有良好的工作性能的技術限額，它也是廠家設計制造和試驗變壓器的依據，其內容包括以下幾個方面：1.額定容量SN(單位為V·A或kV·A)。SN是變壓器在額定狀態下所能輸送的容量（視在功率）：對于單相變壓器SN=U2NI2N

（5.27）對于三相變壓器SN=U2NI2N（5.28）注：變壓器的額定容量是視在功率而不是有功功率變壓器應接入的電源頻率。我國電力系統的標準頻率為50Hz。2.額定電壓U1N/U2N(單位為V或kV)。一次額定電壓是根據絕緣強度，指變壓器長時間運行所能承受的工作電壓。二次額定電壓定義為：一次加額定電壓，二次線圈開路（空載）時的端電壓。三相變壓器額定電壓一律指線電壓。3.額定電流I1N/I2N

(單位為A)。指變壓器在額定容量和允許溫升條件，長時間通過的電流。三相變壓器額定電流一律指線電流4.額定頻率fN5.溫升溫升是指變壓器在額定運行情況時，允許超出周圍環境超出周圍環境溫度的數值。5.2.1空載運行和電壓變換（課本82頁）uU1U20Z2s原繞組、一次繞組、初級繞組；副繞組、二次繞組、次級繞組；輸入電壓U1、輸出電壓U2（空載時為U20)、一次線圈匝數N1、二次線圈匝數N2空載運行的結論：k為變壓器的變比，等于一次、二次線圈匝數比（為常數）（變壓原理，NI>N2降壓，相反，則升壓）～N1N25.2變壓器的應用（課本81頁）變壓器負載運行

端電壓均隨負載的增大（電阻的減小）而下降，且感性負載端電壓下降程度較阻性負載大變壓器外特性曲線自耦調壓器，其結構特點是副繞組為原繞組的一部分。原、副邊電壓之比是實驗室中常用的調壓器就是一種可改變副繞組匝數的自耦變壓器，其外形和實際電路如下圖所示。應用一自耦變壓器(a)符號(b)外形(c)實際電路自耦調壓器自耦變壓器-圖解應用二電壓互感器(a)構造(b)接線圖電壓互感器工作原理：U1/U2=K，所以U1=KU2。（1）使測量儀表與高壓電路分開，以保證工作安全；（2）擴大測量儀表的量程(用低量程的電壓表測高電壓)。電壓互感器-使用一次繞組電流I1、二次繞組電流I2I1U1U2Z2I2k為變壓器的變比，等于一次、二次線圈匝數比（為常數）（變電流原理）5.2.2負載運行和電流變換（課本83頁）u～應用一電流互感器(a)構造(b)接線圖工作原理：由于（Ki稱為變流比）所以I1=KiI2為了安全起見應采取：（1）電流互感器副線圈的一端和鐵殼必須接地。（2）使用電流互感器時，副繞組電路是不允許斷開的。電流互感器(a)構造(b)接線圖工作原理：由于（Ki稱為變流比）所以I1=KiI2電流互感器-使用電流互感器-使用基本工作原理其中r為電源的內阻、E為外電阻ERr當r＝R時，即為電源的內阻等于外電阻時，電源輸出功率最大。

這時稱阻抗匹配。變阻抗意義：5.2.3阻抗變換（課本85頁）設變壓器二次線圈接一阻抗為Z2的負載:I1U1U2Z2I2這時，從一次線圈看進去的阻抗，即為反映到一次線圈的等效阻抗為Z1Z15.2.3阻抗變換（課本85頁）這時，相當于接入電路中的阻抗為Z1；而不是Z2，其中Z2ururZ1基本工作原理——變阻抗解:(1)由題意，得U=10V，r=400Ω，|Z2|=4Ω,揚聲器得到的電壓U2：ur【例】已知某收音機輸出電壓為10V，輸出阻抗為400Ω,揚聲器阻抗為4Ω

求（1）將揚聲器與收音機直接連接，揚聲器獲得的功率

（2）用變壓器進行阻抗匹配，則變壓器的變比及揚聲器獲得的功率。Z2阻抗變換作用舉例解:(2)由題意，得U=10V，r=400Ω，|Z2|=4Ω,|Z1|=400Ω【例】已知某收音機輸出電壓為10V，輸出阻抗為400Ω,揚聲器阻抗為4Ω

求（1）將揚聲器與收音機直接連接，揚聲器獲得的功率

（2）用變壓器進行阻抗匹配，則變壓器的變比及揚聲器獲得的功率。揚聲器獲得得功率P等于r獲得的功率：Z2urZ1ruZ1阻抗變換作用舉例基本工作原理——變阻抗解:由題意，N1=600,N2=30,|Z2|=16Ω,|Z2|=4Ω,求N2【例5.2】已知某收音機輸出變壓器的一次線圈匝數N1=600匝,二次線圈匝數N2=30匝,原接阻抗為16Ω的揚聲器.先要改成4Ω的揚聲器.試問二次線圈匝數該如何改變.

Z2urZ1ruZ1‘‘5.2.4變壓器的外特性及變壓器的效率圖5.16變壓器的外特性變壓器的外特性：在輸入電壓不變的情況下，輸出電壓U2隨輸出電流I2變化的曲線由變壓器的外特性曲線可得：變壓器在負載運行時，隨著負載的增加，副繞組的輸出電壓U2將會降低【例】某照明變壓器的額定容量為500V·A，額定電壓為220V/36V。求：（1）原、副邊的額定電流；（2）在副邊最多可接36V、100W的白熾燈幾盞？解