电工学题解：第四章 变压器修改.doc
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2022-11-29
20:38:09
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4-1
第四章 变压器
4.1 基本要求
1．了解变压器的基本构造、工作原理、铭牌数据和外特性。
2．掌握变压器的三个变换功能及其用途。
3．理解阻抗匹配的意义。
4.2 基本内容
1．变压器主要由铁心、原绕组（一次绕组）和副绕组（二次绕组）组成。铁心构成磁路，原绕组
和副绕组（副边开路时仅原绕组）产生的磁通由磁路闭合而实现能量或信号的传递。
2．变压器的功能可由三个变换来表述：
电压变换──主要用途是电源升降压。原绕组电压与副绕组电压的比值近似为原绕组匝数与副绕
组匝数的比值称为变比，即：
1 1
2 2
U N
U N
k= =
电流变换──主要用途是电流互感器。原绕组电流与副绕组电流的比值近似为变比的倒数，即：
1 2
2 1
1
I N
I N k
= =
阻抗变换──主要用途是电路耦合及阻抗匹配。副绕组的负载阻抗
Z
折合到原绕组（电源）端
可表示为该阻抗与变比平方的乘积，即：
2
kZ Z
¢
=
3．变压器铭牌数据通常包括：
①一次侧额定电压
1N
U
和二次侧额定电压
N
U
2
②一次侧额定电流
N
I
1
和二次侧额定电流
N
I
2
③额定容量
N
S
变压器的额定容量之所以用视在功率
N
S
表示是因为变压器输出的有功功率与负载的功率因数
有关。例如在额定电压和额定电流下，负载的功率因数为
1
时， 的变压器可输出 的
功率，而当负载的功率因数 时则只能输出
kW50
的功率。
4．变压器阻抗变换的一个重要用途是实现阻抗匹配，即采用不同的匝数比将负载阻抗变换为所需
要的、比较合适的数值，这通常可以使负载从信号源或电源获得最大的信号幅度或功率值。
4.3 重点和难点
1. 变压器是按照电磁感应原理来实现电能转换的，当变压器的输入端接直流电源时，副边将无
法产生感应电势，因此变压器不能用于直流场合。
2. 变压器的额定容量和输出功率通常是分相等的，它们的表达式分别是：
2 2 1 1
2 2 2 2
( )
cos
N N N N N
N N
S U I U I V A
P U I
j
= »
=
g
2 N 2
P S cos
j
=
即：式中
2
cos
j
为负载的功率因数，上式表达的变压器的输出与负载的功率因数有关。
kVA100
kW100
5.0
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