《电工技术基础与技能》第6章 互感.pptVIP

第六章 互感 互感的概念 1 变压器 2 任务一 互感的概念 一、互感 如图6-1所示，A，B两个线圈绕制在同一铁芯上，它们之间没有直接电的联系。一个线圈中磁场的磁通穿过另一线圈的部分叫做互感磁通。由于一个线圈中的电流发生变化而在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫做互感现象，在互感现象中产生电动势叫做互感电动势。 若第一个线圈中的电流变化率为Δi1/Δt，则在第二个线圈中产生的互感电动势为 若第二个线圈中的电流变化率为Δi2/Δt，则在第一个线圈中产生的互感电动势为 M为两个线圈的互感系数，单位为H。 M的大小与两个线圈各自的自感系数有关，还与两个线圈的相对位置有关，将两个线圈绕在同一铁芯上或将两个线圈相互靠近，都可以增大互感系数，增大两个线圈的距离，并且相互间成“丁”字形放置，都可以减小互感系数。两个线圈互感系数的大小和它们的自感系数的关系为 【例6-1】某变压器的原、副线圈A和B绕在同一闭合铁芯上，如图6-2所示，A，B间互感系数为0.5H，A中的电流在0.02s内由0.5A均匀增大到2.0A，求线圈B中产生的互感电动势的大小和方向。 二、同名端 1.同名端的概念 在同一变化磁通作用下，几个线圈的感应电动势极性相同的端点叫做同名端，感应电动势极性相反的端点叫做异名端。如图6-3所示。 2.同名端的判别 方法一： 如图6-3（a）所示是一无分支磁路，假设某一瞬间磁路中有一变化的磁通，在磁路中的每一个线圈中都会产生感应电动势，由安培定则可知，在同一磁路平面上，同时从前（或后）开始绕向铁芯的线圈的端点（图中B，C，E）感应电动势的极性相同，是同名端；同时从一前一后绕向铁芯线圈的两个端点就是异名端，如图6-3（a）中，A和C，A和E，B和D等都是异名端。 对有分支磁路，如图6-3（b）所示，线圈1和2同在I回路上，线圈2和3，1和3同在Ⅱ回路上。对线圈1和2，可以把回路I的顺时针绕向作为参考方向，按参考方向，凡顺时针（或逆时针）绕向回路的端点就是同名端，图中A和C为同名端。用相同的方法可以判断线圈2和3之间，C和E为同名端；1和3之间，A和E为同名端。 方法二：如图6-4所示， 将线圈1和2连接成如图所示电路，其中N为氖管电阻R可用来限制通过氖管电流的大小。 实验开始时，要记住线圈１的哪一端与电源正极（图中A端）相连接，并记上标记“·”， 闭合开关S时，通过氖管（假设此时接线圈D端的氖管的下端发光）观察线圈2的感应电流是从线圈哪一端流出的（图中C端），那么，这一端和1中标“·”的一端（A端）就是同名端。 3.电感线圈的连接 工程技术中，有时需要将电感线圈之间进行连接。线圈的连接分为串联和并联。具有互感关系的几个线圈首尾顺次连接起来叫做线圈的串联，两个线圈的异名端连接在一起的叫做顺串，两个线圈的同名端连接在一起的叫做反串。 任务二 变压器 变压器是利用电磁感应原理工作的。最简单的变压器由两个绕组、一个铁芯组成，如图6-6所示。 1.变压器变换电压 根据电磁感应定律，主磁通经过一次、二次绕组，必在两绕组中感应相应的电动势。一次绕组感应的电动势为 二次绕组感应的电动势为 通常将一次电动势E1对二次电动势E2之比称为变压器的变压比： 变压比可以采用如图6-7所示电路测量， （1）首先按照电路图接好测量线路。 （2）交流调压器输出电压调为零。 （3）然后经过连接电路的认真检查，无误后方可通电进行操作。 （4）调节交流调压器T1，向待测变压器T2输入端输入220V交流电压，同时读出电压表V2的数值。 （5）然后利用U1/U2=K，计算出变压器T2的变压比。 【例6-2】有一台电压为380/36V的降压变压器，若一次绕组绕有1 900匝时，求二次绕组的匝数。 2.变压器变换电流 变压器从电网中获取能量，通过电磁感应进行能量转换，再把电能输送给负载。根据能量守恒定律，在忽略变压器内部损耗的情况下，变压器输入和输出的功率基本相等，即 变压器电流之比的测量电路如图6-8所示。 测量方法如下： （1）首先按照电路图接好测量线路。 （2）交流调压器输出调为零。 （3）然后经过对连接电路的认真检查，无误后方可通电进行操作。 （4）将开关S闭合，调节交流调压器使单相变压器的输入电压为额定值。 （5）分别闭合开关S1,S2,S3,S4,记下电流表的读数。 （6）然后利用公式，计算出相应的值。 【例6-3】有一台电力变压器，一次侧电压U1=3 000V，二次侧电压U2=220V，若二次侧的电流为150A，求变压器一次侧电流为多大？ 3. 变压器变换阻抗 在电子线路中，常用变压器来变换阻抗。变压器改变阻抗值的原理图如图6-9所示。 其中，负载阻抗为｜ZL｜ ，其端电压为U2，流过的电流为I2，变压器的变压