1、第 4 节变压器一、理想变压器1变压器的工作原理原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向负载供电。从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化。2理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁。(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。3电动势关系由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的 ，根据法拉第电磁感应定律有 E1n 1 ，E 2n 2 ，所t t t以 。E1E2 n1n24电压关系由于不计原、副线圈的电
2、阻，因此原线圈两端的电压 U1E 1，副线圈两端的电压 U2E 2，所以 。U1U2 n1n2当有多个副线圈时，则有 U1n1 U2n2 U3n35功率关系对于理想变压器，不考虑能量损失，P 入 P 出 。6电流关系由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U1 I2U2，得 .I1I2 U2U1 n2n1当有多个副线圈时，I 1U1I 2U2I 3U3得 I1n1I 2n2I 3n3【知识拓展】 关于变压器关系式的两点说明(1)对于公式 ，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是U1U2 n1n2适用的。(2)由 知，对于只有一个副线圈的变压器，电流与匝数成I1I2 n2n1反比。因此，变压器高压线
3、圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制。二、变压器工作时的制约关系及动态分析1电压制约当变压器原、副线圈的匝数比(n 1/n2)一定时，输出电压 U2由输入电压决定，即 U2n 2U1/n1。2电流制约当变压器原、副线圈的匝数比(n 1/n2)一定，且输入电压 U1确定时，原线圈中的电流 I1由副线圈中的输出电流 I2决定，即I1n 2I2/n1。3负载制约(1)变压器副线圈中的功率 P2由用户负载决定，P 2P 负 1P 负2(2)变压器副线圈中的电流 I2由用户负载及电压 U2确定，I2P 2/U2。(3)总功率 P 入 P 线 P2，
4、即变压器的输入功率是由输出功率决定的。4频率关系原、副线圈中电流的频率相同。5对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是 RI 2 P2P 1I 1。(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是 n1、n 2U 2I 2P 2P 1I 1。【应用技巧】 理想变压器动态问题的处理方法(1)首先抓住三个决定原则：输入电压 U1决定输出电压 U2；输出电流 I2决定输入电流 I1；输出功率 P2决定输入功率 P1。(2)把副线圈当成电源，研究副线圈电路电阻变化。(3)根据闭合电路的
5、欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化。三、几种常见的变压器1自耦变压器如图所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用。规律： ， 。U1U2 n1n2 I1I2 n2n12电压互感器(1)构造：小型降压变压器，如图甲所示。(2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。为了安全，外壳和副线圈应接地。(3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压。3电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图乙所示。(2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表。为了安全，外壳和副线圈应接地。(3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流。
