§11变压器原理导读p364 理想变压器: 无漏磁——两绕组每匝线圈磁通量都一样 无铜损—忽略导线中的焦耳热 无铁损—忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗 原、副线圈的感抗趋于无穷——空载电流趋于 忽略一切损耗,电能转换效率100% 原线圈副线圈 7 72 电 L 载 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 §11 变压器原理 导读 p364 ◼ 理想变压器： ◼ 无漏磁——两绕组每匝线圈磁通量都一样 ◼ 无铜损——忽略导线中的焦耳热 ◼ 无铁损——忽略铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗 ◼ 原、副线圈的感抗趋于无穷——空载电流趋于 0 ——忽略一切损耗，电能转换效率100%
原线圈副线圈 变比公式 电 载 电压变比公式 ■自己推导,考虑互感,应用复数基尔霍夫,N 定律,按图所示的电流方向列出方程,得出 电流变比公式 2 ■空载电流:副线圈开路时 负载阻抗∞,原线圈中的电流l K、ⅸK2。 N,Φ 此时2=0,1=10 作用是抵消负载电流的磁通量 反射电流副线圈加载,存在负裁04=-10M2l2 电流,原线圈增加的电0 反射电流 由回路 N,通常在满 方程解 +l → 出p3692N,载情况下 0 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 变比公式 ◼ 电压变比公式 ◼ 自己推导，考虑互感，应用复数基尔霍夫 定律,按图所示的电流方向列出方程，得出 2 1 2 1 ~ ~ N N U U = − ◼ 电流变比公式 ◼ 空载电流：副线圈开路时， 负载阻抗，原线圈中的电流 0 ~ I 1 1 2 1 0 ~ ~ 0, ~ L N I I I 此时 = = = ◼ 反射电流：副线圈加载，存在负载 电流 2 ，原线圈增加的电流 ~ I 1 1 0 ~ ~ ' ~ I = I − I 1 2 2 1 ~ ~ N N I I − 作用是抵消负载电流的磁通量 1 1 21 2 ~ ' ~ iL I = −iM I 反射电流 1 2 2 1 ~ ' ~ N N I I = − 通常在满 载情况下 ' ~ ' ~ ~ ~ 1 0 1 1 I = I + I I 2 ~ I 1 ~ I 由回路 方程解 出p369
理想变压器条件1→∞,0→0→7=7+1= 理想变压器电流变比公式 此时,主副线圈之间电流的相位差兀 ■P367最后一段,讨论了负载是纯电阻元件时, 主副线圈中的功率问题(了解) 输入和输出等效电路(了解) ■阻抗匹配问题p369 当外电路的负载电阻R与电源内阻r相等时,输出 功率最大 负载与电源阻抗不匹配时,可以用变压器来耦合 例题23 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 理想变压器条件 ◼ P367最后一段，讨论了负载是纯电阻元件时， 主副线圈中的功率问题（了解） ◼ 输入和输出等效电路（了解） ◼ 阻抗匹配问题 p369 ◼ 当外电路的负载电阻R与电源内阻r相等时，输出 功率最大 ◼ 负载与电源阻抗不匹配时，可以用变压器来耦合 ◼ 例题23 ' ~ ' ~ ~ ~ 1 0 1 1 0 I = I + I = I ~ , L1 → I 0 → 1 2 2 1 ~ ~ N N I I = − 理想变压器电流变比公式 此时，主副线圈之间电流的相位差
电源的功率 什么情 况下输 P==CR+/,P,/最数界 ■闭合电路的电源所提供的总功率 R 0 =7=12R= r=e 2 dR r+ (R+r)2 r=R时最大 2 耗 =8 r+r (R+r)2 4r 耗 电源的效率:电源输出功率与电源总功率之比R 负载电阻越大,效率越高 77 P R+r ■要求获得最大输出功率与电源效率高不能同时 满足(输变电路;无线电设备) 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 电源的功率 ◼ 闭合电路的电源所提供的总功率 P I I R I r 2 2 = = + P耗 2 2 2 2 (R r) R R R r P UI I R + = + = = = 出 2 2 2 2 (R r) r r R r P I r + = + = = 耗 什么情 况下输 出功率 最大？ = 0 dR dP出 出 ＝P耗 r P r R 4 2 = = 时最大 R r R P P + = = 出 ◼ 电源的效率：电源输出功率与电源总功率之比 ◼ 负载电阻越大，效率越高 ◼ 要求获得最大输出功率与电源效率高不能同时 满足（输变电路 ；无线电设备 ）
§12三相交流电p371 相电压、线电压 什么叫三相交流电 单相交变电动势 C=8 cost 相交变电动势 E =E ot A o B. =8 coS(ot < n 4兀 8=8 cos(at-) (a)单相 三相 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 §12 三相交流电 p371 ◼ 相电压、线电压 ◼ 什么叫三相交流电 ◼ 单相交变电动势 ◼ 三相交变电动势 cost = 0 ) 3 4 cos( ) 3 2 cos( cos 0 0 0 = − = − = t Cz t By t Ax
电源的接线方法 星形接法(三相四线制) 口相电压:端线与中线之间的电压2 ■线电压:端线与端线之间的电压 线电压有效值UAB=UBC=UAc=U 相电压有效值为U 关系 U=√3U 角形接法 (三相三线制 ■三个线圈首尾相接 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 电源的接线方法 ◼ 星形接法（三相四线制） ◼ 相电压：端线与中线之间的电压 ◼ 线电压：端线与端线之间的电压 ◼ 线电压有效值UAB ＝UBC ＝UAC ＝Ul ◼ 相电压有效值为U ◼ 关系： Ul = 3U ◼ 三角形接法 ◼ （三相三线制） ◼ 三个线圈首尾相接 Ul = U
负载连线 中线电流 电流? ■设电源为三相四线制,负载oi 还有两种接法 z 星形联接 负载两端电压为相电压; ■三相电流彼此差2π/3 三相负载相同,中线电流IA+g+C=0 三相负载不同中线电流不为零。此时省去中线会 造成什么后果? 由于各相负载不平衡,导致各相电流有效值不同,因 而各相电压也不同有的相电压过高,有的过低 相电压会随负载的变化而变化 若两相断开,则第三相不通 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 负载连线 ◼ 设电源为三相四线制，负载 还有两种接法 ◼ 星形联接 ◼ 负载两端电压为相电压； ◼ 三相电流彼此差2/3 ◼中线电流 电流？ ◼ 三相负载相同, 中线电流 IA+IB+IC =0 ◼ 三相负载不同中线电流不为零。此时省去中线会 造成什么后果？ ◼ 由于各相负载不平衡，导致各相电流有效值不同，因 而各相电压也不同有的相电压过高，有的过低 ◼ 相电压会随负载的变化而变化 ◼ 若两相断开，则第三相不通
例题:如图星形负载每一相并联 五盏相同的电灯,其中a相点燃 了三盏,b相点燃了两盏,c相 盏也没点燃。求中线接通和断开 两种情况下a、b相的电压,已知 电源线电压380伏 中线接通各相电压相等,与负载的阻抗无关U1=√3n=220 中线断开:a、b串联 U=U=U=380∴Um+0m>380中线 不能 随意 U0=2×380=152220 5 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 例题：如图星形负载每一相并联 五盏相同的电灯，其中a相点燃 了三盏，b相点燃了两盏，c相一 盏也没点燃。求中线接通和断开 两种情况下a、b相的电压，已知 电源线电压380伏 ◼ 中线接通各相电压相等，与负载的阻抗无关 ◼ 中线断开：a、b串联 Ul = 3U = 220V Uab =Ubc =Uca = 380V Uao +Uob = 380V 380 228 220 5 3 380 152 220 3 2 3 2 3 2 = = = = = = o b a o b o a o b a U U U U Z Z 中线 不能 随意 中断
三角形接法 aB 负载上的相电压等于三相电 源的线电压 ■若三相负载对称,则每相负B 载上的电流—相电流 ip= lBC cA→1 ■负载上的相电压等于三相电 源的线电压 A=iB=k→11 c 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 三角形接法 ◼ 负载上的相电压等于三相电 源的线电压 ◼ 若三相负载对称，则每相负 载上的电流——相电流 i i i I AB = BC = CA ◼ 负载上的相电压等于三相电 源的线电压 A B C l i = i = i I I I l = 3
三相电功率 三相交流电的电功率等于各相功率之和,在 三相负载完全相同的情况下(设电源采用星 形接法)三相电路的总平均功率为 P=3U,m cos p ■若负载是星形接法 U,=√3U =√3 U,lo cos p ■若负载是三角形接法 U=U /3, P=√3 Uo cos gp 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 三相电功率 ◼ 三相交流电的电功率等于各相功率之和，在 三相负载完全相同的情况下（设电源采用星 形接法）三相电路的总平均功率为 P = 3U I cos ◼ 若负载是星形接法 U U I I l l = 3 , = P = 3U I cos ◼ 若负载是三角形接法 U U I I l l = , = 3 P = 3U I cos