電工電子技術(shù)全套課件備課講稿.ppt

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1、第3章磁路與變壓器3.2交流鐵心線圈電路3.3變壓器(自學(xué)為主)3.1磁路3.1磁路iΦ+u-磁路:主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。如磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等,方向相同,這樣的磁場則稱為均勻磁場。二、磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通(磁力線),可表示磁場內(nèi)某點(diǎn)的磁場強(qiáng)弱和方向。B的單位:特[斯拉](T)?的單位:韋伯矢量?=BS磁力線的疏密程度,反映了該處磁場的強(qiáng)弱。三、磁場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度是計(jì)算磁場所用的物理量,其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。H的單位:安/米?的單位:亨/米矢量?真空中的磁導(dǎo)率為常數(shù)四、磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率

2、?是一個(gè)用來表示磁場媒質(zhì)磁性和衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。?一般材料的磁導(dǎo)率?和真空磁導(dǎo)率?0的比值,稱為該物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率?r或磁性材料的磁性能一、高導(dǎo)磁性指磁性材料的磁導(dǎo)率很高,?r>>1,使其具有被強(qiáng)烈磁化的特性。3.1.2磁性材料的磁性能高導(dǎo)磁性、磁飽和性、磁滯性、非線性磁性物質(zhì)的磁化二、磁飽和性當(dāng)外磁場(或勵(lì)磁電流)增大到一定值時(shí),磁性材料的全部磁疇的磁場方向都轉(zhuǎn)向與磁場的方向一致,磁化磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度BJ達(dá)到飽和值。磁化曲線注:當(dāng)有磁性物質(zhì)存在時(shí)B與H不成比例,Φ與I也不成比例。B,BHOmm三、磁滯性當(dāng)鐵心線圈中通有交

3、變電流(大小和方向都變化)時(shí),鐵心就受到交變磁化,電流變化時(shí),B隨H而變化,當(dāng)H已減到零值時(shí),但B未回到零,這種磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場強(qiáng)度變化的性質(zhì)稱磁性物質(zhì)的磁滯性。磁滯回線剩磁:當(dāng)線圈中電流減到零(H=0),鐵心在磁化時(shí)所獲的磁性還未完全消失,這時(shí)鐵心中所保留的磁感應(yīng)強(qiáng)度稱為剩磁感應(yīng)強(qiáng)度BrBrBrHcH(I)B(φ)0BrHcH(I)B(φ)0BrHcH(I)B(φ)0鐵磁材料分類:軟磁材料(磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等)永磁材料(磁滯回線寬。常用做永久磁鐵)矩磁材料(磁滯回線接近矩形??捎米鲇洃浽0才喹h(huán)路定律(全電

4、流定律):磁場中任何閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分,等于通過這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和。即3.1.3磁路及其分析I1I2I3電流方向和磁場強(qiáng)度的方向符合右手定則,電流取正;否則取負(fù)。在無分支的均勻磁路(磁路的材料和截面積相同,各處的磁場強(qiáng)度相等)中,安培環(huán)路定律可寫成:其中l(wèi)x=2?x是半徑為x的圓周長Hx是半徑x處的磁場強(qiáng)度F=NI即線圈匝數(shù)與電流的乘積,稱磁通勢單位為安[培](A)磁路的歐姆定律對(duì)于環(huán)形線圈磁路的歐姆定律說明F=NI為磁通勢Rm為磁阻l為磁路的平均長度S為磁路的截面積磁路長度L線圈匝數(shù)NI磁路和電路的比較(一)磁路電

5、路磁通INR+_EI磁壓降磁通勢電動(dòng)勢電流電壓降U基本定律磁阻磁感應(yīng)強(qiáng)度安培環(huán)路定律磁路IN歐姆定律電阻電流強(qiáng)度克氏電壓定律克氏電流定律磁路與電路的比較(二)電路R+_EI一.電磁關(guān)系鐵心線圈的交流電路3.2交流鐵心線圈電路ui(Ni)FFsees電路方程:一般情況下很小交流激勵(lì)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢二、交流磁路的分析:主磁通:漏磁通ui的感應(yīng)電勢和產(chǎn)生-+-++-假設(shè)則有效值ui交流磁路的特點(diǎn):當(dāng)外加電壓U、頻率f、線圈匝數(shù)N一定時(shí),恒定。變壓器是變換各種交流電壓的電器。它是利用電磁感應(yīng)定律并通過磁路的耦合作用,把某一個(gè)數(shù)量級(jí)的交流

6、電壓,變換成同頻率的另一個(gè)數(shù)量級(jí)的交流電壓的能量變換裝置。3.3變壓器S9-M-400/10配電變壓器變壓器的分類按用途分電力變壓器(輸配電用)儀用變壓器整流變壓器按相數(shù)分三相變壓器單相變壓器單相變壓器+–+–一次繞組N1二次繞組N2鐵心變壓器的基本結(jié)構(gòu)一次、二次繞組互不相連,能量的傳遞靠磁耦合。變壓器符號(hào):設(shè)變壓器空載運(yùn)行一次側(cè)接交流電源,二次側(cè)開路。i0(i0N1)?空載時(shí),鐵心中主磁通?是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。??1+–+–?+–+–??1+–+–1.電壓變換3.3.1變壓器的工作原理結(jié)論:改變?cè)褦?shù)比,就能改變輸出電壓。K

7、為變比原、副邊電壓關(guān)系根據(jù)交流鐵心線圈電路的分析可得:時(shí)(變電壓)帶負(fù)載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源,二次側(cè)接負(fù)載。???1i1(i1N1)i2(i2N2)??2有載時(shí),鐵心中主磁通?是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。+–+–i1i2+–e2??Z?+–???1??2+–e?2+–u22.電流變換+–

8、Z

9、+–+–+–由上式,若U1、f不變,則?m基本不變,近于常數(shù)??蛰d磁勢:有載磁勢:=磁勢平衡式:一般情況下:I0?(2~3)%I1N很小可忽略。或結(jié)論:一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。+–+–+–由圖可知:結(jié)論:變壓器一次側(cè)

10、的等效阻抗模,為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K2倍。3.阻抗變換阻抗變換舉例:揚(yáng)聲器上如何得到最大輸出功率。RsRL信號(hào)源設(shè):信號(hào)電壓的有效值:U1=50V;信號(hào)內(nèi)阻:Rs=100?;負(fù)載為揚(yáng)聲器,等效電阻:RL=8?。求:負(fù)載上得到的功率解:(1)將

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