第六章 磁路与变压器.doc

第六章 磁路与变压器
6.1　磁 路[1]
教学目的：了解磁动势及磁阻的概念
授课形式
掌握磁路中全电流定律和磁路中的欧姆定律
讲授
教学重点：
授课对象
磁路中全电流定律和磁路中的欧姆定律

教学难点：
全电流定律和磁路中的欧姆定律
教 学 内 容
参 考 教 法
复习：磁通的定义及求法。
根据磁力线北出南入，磁通也是沿一定路径的引入：磁路
由日常生活常见电磁应用引入电磁学。复习磁场中相关概念并引题
新授
一、 磁路
投影Page169 图6-1或演示实验说明磁通是沿一定路径通过的。
[1．]主磁通和漏磁通
进一步结合右图投影所示，当线圈中通以电流后，大部分磁感线沿铁心、衔铁和工作气隙构成回路，这部分磁通称为主磁通；
还有一部分磁通，没有经过气隙和衔铁，而是经空气自成回路，这部分磁通称为漏磁通。
[2．]磁路

结合投影比较主、漏磁通

定义：磁通经过的闭合路径叫磁路。
磁路和电路一样，分为有分支磁路和无分支磁路两种类型。
右上图为无分支磁路，右图为有分支磁路。在无分支磁路中，通过每一个横截面的磁通都相等。{比较电流}

二、磁路的欧姆定律
[1．]磁动势
分析通电线圈中电流是产生磁场的原因，电流越大，磁场越强，磁通越多；每一匝线圈的磁通是一定的，匝数越多，链接的磁通（磁链）越大。通电线圈产生的磁通 F 与线圈的匝数N和线圈中所通过的电流I的乘积成正比。
磁动势定义：
把通过线圈的电流I与线圈匝数N的乘积，称为磁动势，也叫磁通势，即 Em = NI
磁动势Em的单位是安培(A)。
[2．]磁阻
磁阻就是磁通通过磁路时所受到的阻碍作用，用Rm表示。
磁路中磁阻的大小与磁路的长度l成正比，与磁路的横截面积S成反比，并与组成磁路的材料性质有关。因此有

复习电路中全电路欧姆定律

说明本教材中磁通实为磁链

类比方法：电路中导体对电流有阻碍作用：电阻；
磁路中对磁通也有阻碍作用
由影响电阻的因素引导影响磁阻的因素

式中，m 为磁导率，单位H/m，长度l和截面积S的单位分别为m和m2。因此，磁阻Rm的单位为1/亨(H-1)。
由于磁导率 m 不是常数，所以Rm也不是常数。

强调不同于电阻
[3．]磁路欧姆定律
(1) 磁路欧姆定律内容：通过磁路的磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比。即
结合电路欧姆定律说明磁路欧姆定律

注意运用时单位
上式与电路的欧姆定律相似，磁通 F 对应于电流I，磁动势Em对应于电动势E，磁阻Rm对应于电阻R。
因此，这一关系称为磁路欧姆定律。
简要说明

(2) 磁路与电路的对应关系
磁路中的某些物理量与电路中的某些物理量有对应关系，同时磁路中某些物理量之间与电路中某些物理量之间也有相似的关系。
上图是相对应的两种电路和磁路。
投影下表电路与磁路对应的物理量及其关系式。
三、全电流定律
根据磁路的欧姆定律，将代入，可得
将上式与对照，可得　或
即磁路中磁场强度H与磁路的平均长度l的乘积，在数值上等于激发磁场的磁动势，这就是全电流定律。

结合图(b)说明有分支磁路磁动势产生磁通等于各分支磁通之和

投影下表比较电路与磁路欧姆定律，类比方法强化记忆。

类比电路闭合电路欧姆定律引入全电流定律
并复习提问：全电路中欧姆定律及公式形式
表： 磁路和电路中对应的物理量及其关系式
电 路
磁 路
电流 I
电阻
电阻率 r

电动势 E
电路欧姆定律

磁通 F
磁阻
磁导率 m

磁动势
磁路欧姆定律

磁场强度H与磁路平均长度l的乘积，又称磁位差，用Um表示，即 Um=Hl
磁位差Um的单位为安培(A)。
分析：若所研究的磁路具有不同的截面，并且是由不同的材料构成的，则可以把磁路分成许多段来考虑，于是有

或

四、应用举例：
[1]匀强磁场的磁感应强度为5 ´ 10-2T，媒介质是空气，与磁场方向平行的线段长10cm，求这一线段上的磁位差。

投影
解：

[2]一空心环形螺旋线圈，其平均长度为30cm，横截面积为10cm2,匝数等于103匝，线圈中电流为10A，求线圈磁阻，磁动势及磁通。
解：

五、学生课堂练习：
求在长度为80CM，截面直径为4CM的空心螺旋线圈中产生5 ´ 10-5WB的磁通所需的磁动势
解：分析根据： 求出磁阻
利用求出磁动势

总结：
通过学习要正确理解磁路及磁阻的概念，会利用判定磁阻，理解磁动势及磁位差Um定义及求法，并能熟悉磁路中欧姆定律及磁路中全电流定律

作业：
Page174 练习与思考：No 4
Page174 练习与思考：No6.1、6.3

6.1磁 路[2]
教学目的：
授课形式
了解铁磁性物质的磁化.

熟悉磁化曲线和磁滞回线
讲授
教学重点：
授课对象
铁磁性物质的磁化及其性能

教学难点：
磁化曲线和磁滞回线
教 学 内 容 及 备 注
复习：[1]磁体间相互作用 [2]磁场的基本性质
由磁场基本性质对放入其中磁体具有磁力作用引入：磁路--铁磁性物质的磁化
提问
新授：
一、铁磁性物质的磁化
[1．]磁化定义：本来不具备磁性的物质，由于受磁场的作用而具有了磁性的现象称为该物质被磁化。 只有铁磁性物质才能被磁化。

[2．]磁化的原因
(1) 内因：铁磁性物质是由许多被称为磁畴的磁性小区域组成的，每一个磁畴相当于一个小磁铁。
(2) 外因：有外磁场的作用。
投影

分析磁化：如右图(a)所示，当无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，磁性相互抵消，对外不显磁性；
如右图(b)所示，当有外磁场作用时，磁畴将沿着磁场方向作取向排列，形成附加磁场，使磁场显著加强。
有些铁磁性物质在撤去磁场后，磁畴的一部分或大部分仍然保持取向一致，对外仍显磁性，即成为永久磁铁。
[3．]不同的铁磁性物质，磁化后的磁性不同。
[4．]铁磁性物质被磁化的性能，被广泛地应用于电子和电气设备中，如变压器、继电器、电机等。

二、磁化曲线
[1．]磁化曲线的定义
磁化曲线是用来描述铁磁性物质的磁化特性的。
铁磁性物质的磁感应强度B随磁场强度H变化的曲线，称为磁化曲线，也叫B—H曲线。
[2．]磁化曲线的测定
下图(a)是测量磁化曲线装置的示意图，(b)是根据测量值做出的磁化曲线。
由图(b)可以看出，B与H的关系是非线性的，即不是常数

投影下图

[3．]分析磁化特性的物理意义{注意特征及原因分析}
(1) 0 ~ 1段：起始磁化段，说明曲线上升缓慢的特征，原因是磁畴的惯性，当H从零开始增加时，B增加缓慢。
(2) 1 ~ 2段：随H增大，B几乎直线上升，是由于磁畴在外磁场作用下，大部分都趋向H方向，B增加很快，曲线很陡，称为直线段。
(3) 2 ~ 3段：随H增加，B的上升又缓慢了，是由于大部分磁畴方向已转向H方向，随H的增加只有少数磁畴继续转向，B增加变慢。

强调非线性
(4) 3点以后：到达3点以后，磁畴几乎全部转到了外磁场方向，再增大H值，B也几乎不再增加，曲线变得平坦，称为饱和段。此时的磁感应强度叫饱和磁感应强度。不同的铁磁性物质，B的饱和值不同，对同一种材料，B的饱和值是一定的。
投影图

电机和变压器，通常工作在曲线的2 ~ 3段，即接近饱和的地方。
[4．]磁化曲线的意义
在磁化曲线中，已知H值就可查出对应的B值。因此，在计算介质中的磁场问题时，磁化曲线是一个很重要的依据。
比较几种不同铁磁性物质的磁化曲线，说明材料导磁性能的好坏。
三、磁滞回线
磁化曲线只反映了铁磁性物质在外磁场由零逐渐增强的磁化过程，而很多实际应用中，铁磁性物质是工作在交变磁场中的。所以，必须研究铁磁性物质反复交变磁化的问题。
[1.] 磁滞回线的测定
右图为通过上实验测定的某种铁磁性物质的磁滞回线。

强调饱和性即B不随H变化
注意说明：（1）退磁与磁化是沿不同线进行的。
（2）退磁过程中剩磁B r、矫顽磁力H。C
（3）铁磁材料可反向磁化，特性同正向。
(4) 磁滞现象：B的变化总是落后于H的变化，称为磁滞现象。经过循环，得到封闭的对称于原点的闭合曲线(abcdefa)，称为磁滞回线。(5) 改变交变磁场强度H的幅值，可相应得到一系列大小不一的磁滞回线，如右下图所示。
[2.]基本磁化特性连接各条对称的磁滞回线的顶点，得到一条磁化曲线，叫基本磁化曲线。右图中实线部分。
[3．]磁滞损耗
铁磁性物质在交变磁化时，磁畴要来回翻转，在这个过程中，产生了能量损耗，称为磁滞损耗。
简介磁滞损耗与回线面积关系。
结论：剩磁和矫顽磁力越大的铁磁性物质，磁滞损耗就越大。
四、铁磁物质的分类与应用：学生自学、讨论。
练习思考：铁磁物质分为哪三类？各有什么作用？
四、总结：铁磁物质的磁化是磁畴在外磁场作用下由不规则到规则排列，磁化过程中B随H变化可用磁化特性曲线描绘，磁滞回线说明B滞后于H的变化，且具有对称于原点的闭合曲线牲特征。
作业：结合图6-4理解磁化特性曲线上各不同部分的物理过程
[2]能在理解基础上大致画出常见铁磁物质的磁滞回线及基本磁化曲线

永久性磁铁就是利用剩磁很大的铁磁性物质制成的。 矫顽磁力的大小反映了铁磁性物质保存剩磁的能力

6.2 线圈的互感[1]
教学目的：
授课形式
理解互感现象、互感电动势的概念

掌握互感系数及同名端的概念
讲授
熟悉互感现象的应用

教学重点：
授课对象
互感现象及互感系数及同名端的概念

教学难点：互感电动势、同名端的概念
教 学 内 容
参 考 教 法
复习：[1]自感现象，电感定义 [2]自感电动势及公式
由两个相邻线圈的磁耦合应用变压器引入-----互感电动势
提问
新授：

一、 互感现象： 由于一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象。在互感现象中产生的感应电动势，叫互感电动势。
二、互感系数
结合实际使用的变压器当输入线圈有电流输入时，输出带负载时有电流输出
叙述互感现象
结合右图分析：N1、N2分别为两个线圈的匝数。当线圈Ⅰ中有电流
投影下图
通过时，产生的自感磁通为 F11，自感磁链为 Y11 = N1F11。F11的一部分穿过了线圈Ⅱ，这一部分磁通称为互感磁通 F21。
设磁通 F21穿过线圈Ⅱ的所有各匝，则线圈Ⅱ的互感磁链
Y21 = N2F21
由于Y21是线圈Ⅰ中电流i1产生的，因此 Y21是i1的函数，即
Y21 = M21 i1
M21称为线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的互感系数，简称互感。
同理，当线圈Ⅱ通有电流时，它产生的自感磁通 F22有一部分穿过了线圈Ⅰ，为互感磁通 F12。互感磁链 Y12 = N1F12 是由线圈Ⅱ中的电流i2产生，因此它是i2的函数，即Y12 = M12 i2
说明只有两个线圈时，有
在国际单位制中，互感M的单位为亨利(H)
三、 耦合系数K：[1]物理意义及定义：耦合系数用来说明两线圈间的耦合程度，定义为

L1、L2为线圈的自感系数，K无单位，值在0与1之间。
当K = 0时，说明线圈产生的磁通互不交链，因此不存在互感；
当K = 1时，说明两个线圈耦合得最紧，一个线圈产生的磁通全部与另一个线圈相交链，其中没有漏磁通，因此产生的互感最大，这种情况又称为全耦合。
[2]耦合系数与互感系数关系：
即互感系数决定于两线圈的自感系数和耦合系数

互感M取决于两个耦合线圈的几何尺寸、匝数、相对位置和媒介质。当媒介质是非铁磁性物质时，M为常数

强调说明

四、互感电动势 [1．] 互感电动势大小：
设两个靠得很近的线圈，当第一个线圈的电流i1发生变化时，将在第二个线圈中产生互感电动势EM2，根据电磁感应定律，可得

同理，当第二个线圈中电流i2发生变化时，在第一个线圈中产生互感电动势EM1为
上式说明：线圈中的互感电动势，与互感系数和另一线圈中电流的变化率的乘积成正比。
[2] 互感电动势的方向：互感电动势的方向，可用楞次定律来判断。
利用上述两图分别分析当电流增大时互感电动势的方向。
[3]互感的应用：互感现象在电工和电子技术中应用非常广泛，如电源变压器，电流互感器、电压互感器和中周变压器等。
五、互感线圈的同名端：

结合互感系数的定义
简介推导过程，重在结论

提问楞次定律的内容
注意

[1]同名端的定义：两个线圈在同一变化磁通的作用下，感应电动势极性相同的端点，即同时为正或同时为负的一对端点。
结合右图假定电流从线圈1的1端流入并呈增大趋势.
说明:{1}线圈2产生互感电动势,线圈1产生自感电动势
复习提问楞次定律内容,并引导学生分析两感应电流的方向..
{2}线圈2的4端和线圈1的2端为电动势的”+”端,3和1为”-“端,即端4和2互为同名端,或3和1端互为同名端.
{3}互为一对同名端子用”.”标记 ,如右图示说明
[2]同名端的判定
(1) 若已知线圈的绕法，根据上述方法，用楞次定律直接判定。
(2) 若不知道线圈的具体绕法，可用实验法来判定。[简介]
结合右图说明判定同名端的方法：当开关S闭合时，电流从线圈的端点1流入，且电流随时间在增大。若此时电流表的指针向正刻度方向偏转，则说明1与3是同名端，否则1与3是异名端。
[3]同名端判断的实际意义:三相电源的星形,三角形联接极性要正确;电子线路中正弦波振荡器中线圈极性.
六、总结：
一个线圈的电流变化，导致另一个线圈产生感应电动势的现象，称为互感现象;两个线圈的互感系数M取决于两个耦合线圈的几何尺寸、匝数、相对位置和媒介质。结合耦合系数说明互感系数决定于两线圈的自感系数和耦合系数
能够理解线圈中的互感电动势，与互感系数和另一线圈中电流的变化率的乘积成正比影响因素及互感电动势方向。
两个线圈在同一变化磁通的作用下，感应电动势极性相同的端点，即同时为正或同时为负的一对端点称同名端.
作业: 叙述同名端概念及判断方法。 Page 188 No 6.5

可结合电源内部电流方向与电动势方向间关系.

6.2、线圈的互感[2]
教学目的：
授课形式
熟悉互感线圈的顺、反串，了解相关应用

掌握两种联接方式的等效电感
讲授
了解涡流及磁屏蔽现象及应用

教学重点：
授课对象
两种联接方式的等效电感

教学难点：
两种联接方式的等效电感
教 学 内 容
参 考 教 法
复习：互感现象、互感线圈的同名端、同名端的判断方法及表示方法
引入：线圈的互感之互感线圈的串联
提问
新授：

一、互感线圈连接分类：
[1．]顺串:结合右图(a)说明：顺串是指两个互感线圈的异名端相接。
[2．]反串：反串是指两个互感线圈的同名端相接，如右图(b)所示.
二、互感线圈的顺串：
顺串线圈中，电流由端点1经端点2、3流向端点4。说明：
[1]顺串时两个互感线圈上将产生四个感应电动势，两个自感电动势和两个互感电动势。
[2]两个电感线圈顺串，四个感应电动势的正方向相同。
[3]总的感应电动势为四者之和。
结合上述规律有：

上式中
L顺是两个互感线圈顺串的总电感。

画出上图
引导学生结合楞次定律判定电动势及方向
结论：两个顺串的互感线圈相当于一个等效电感为的线圈。

三、互感线圈的反串：
反串线圈中，结合上图(b)说明电流流向，与顺串的情形类似，两个互感线圈反串时：
[1] 反串同样两个互感线圈上产生两个自感电动势和两个互感电动势。
[2]两个电感线圈反串，两自感电动势同向，两互感电动势同向，但与自感受电动势反向。
[3]总的感应电动势为两自感电动势之和减去两互感电动势。
故反串时相当于一个具有等效电感为的电感线圈。
要求学生注意2、3为同名端子

强调说明同名端与异名端连接

可提问学生原因，分析加强学生理解

四、互感系数M
比较两线圈顺串及反串等效电感表达式，变换得：

学生变换，加强练习理解

说明：通过实验分别测得L顺和L反，就可计算出互感系数M。
五、互感线圈的联接应用：简介
在电子电路中，常常需要使用具有中心抽头的线圈，并且要求从中点分成两部分的线圈完全相同。为了满足这个要求，在实际绕制线圈时，可以用两根相同的漆包线平行地绕在同一个心子上，然后，把两个线圈的异名端接在一起作为中心抽头。
如果两个完全相同的线圈的同名端接在一起，则两个线圈所产生的磁通在任何时候都是大小相等而方向相反的，因此相互抵消，这样接成的线圈就不会有磁通穿过，因而没有电感，它在电路中只起一个电阻的作用。
所以，为获得无感电阻，可以在绕制电阻时，将电阻线对折，双线并绕。
回顾互感的定义，总结互感系数M的求法。
画图

提问为顺串还是反串

六、涡流现象：
解释涡流现象：铁心于交流磁场中内部形成一系列闭合电流。
涡流损耗：由涡流产生的热量而造成的损耗。
引导学生认识涡流的两面性：
工程上不利：温度高、能量损失。加以克服，措施：用导磁性能好，电阻率大的硅钢做成片状加以绝缘叠压而成，广泛用于电动机、变压器。
应用：用于加热，高频冶炼的高频感应炉。
七、磁屏蔽：
由于电磁的影响，电器性能受影响，提出减小或避免互感必要性。
措施：（1）电路中邻近电感相互垂直放置减小干扰。投影图6-17说明。
（2）把易受干扰器件放于金属屏蔽盒内，或电感器件放于金属盒内。
简介两种抗干扰原理。
例题分析：
若两线圈的电感分别为L1=0.5H和L2=0.08H,耦合系数K=0.75，求两线圈顺串及反串的等效电感。
解题过程{略}
总结：
两个线圈联接分顺串与反串，顺串的两个互感线圈相当于一个具有等效电感为的电感线圈。两个互感线圈反串时，相当于一个具有等效电感为的电感线圈，互感系数可结合测定L顺及L反确定。电动机及变压器的硅钢片是为减小涡流损耗，为减小电磁干扰可采用电磁屏蔽技术。
作业：
Page 188 No6.4
Page 179 No3、4
引导学生认识变压器的硅钢片形状及作用认识引入

分析

由家用无线电器工作的电磁影响引入屏蔽技术抗干扰。
事先准备一电路板含多个电感，引导学生观察
多媒体演示黑白电视机高频头等电路部分

分析顺串、反串等效电感计算公式引导学生解题

6.3变压器与电磁铁
教学目的：
授课形式
[1]了解变压器分类及基本构造

[2]熟悉和理解变压器的工作原理
讲授
[3]掌握变压器的电压、电流及阻抗变换作用

教学重点：变压器的工作原理
授课对象
变压器的电压、电流及阻抗变换作用

教学难点：变压器的工作原理
教 学 内 容
参 考 教 法
引题:由于线损,输变电线采用高压传输,至工厂、生活变换低压的实现采用变压器;在自动控制器件中大量运用电磁铁引入：变压器与电磁铁
结合输变电线路及控制引题
新授：
一、 变压器及用途
[1]变压器定义及电路符号：
变压器可泛指电路中利用互感现象进行电压变换的装置。

板书
电路中电路符号如右图：两波浪级代表两线圈绕组、中央直线代表铁芯。电路中常采用文字符号T表示
[2] 变压器的用途：
{1} 变压器可变换电压：电路中380V动力电压、220V生活照明电压，机床上36V安全电压等均由变压器转换来；
{2} 可变换电流：电路中变流器、大电流发生器
{3} 变换阻抗：电子电路中输入、输出变压器
{4} 改变相位：改变线圈的连接方法来改变变压器的极性（振荡器电路）
所以变压器是输配电、电子电路和电工测量中十分重要的设备。

二、 变压器的种类：
一般按照用途来分，变压器有：[1]电力变压器{单相、三相变压器} [2]调压变压器 [3]电压、电流互感器 [4]输入、输出变压器。
展示调压器、输入、输出变压器
三、变压器的基本构造
[1]变压器主要由铁心和线圈两部分构成。
[2]铁心：是形成变压器的磁路通道，磁通主要通过铁芯形成闭合回路，为主磁通；少部分通过空气形成漏磁通。
为减少漏磁，要求采用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成。同时可以减少涡流和磁滞损耗。
按铁芯构造形式可分为： 心式：见右图{A}“口”形，线包芯； 壳式：右图{B}“日”形，芯包线
实物讲解

简介涡流现象及电磁灶
磁滞现象及损耗

[3]线圈：线圈是变压器的电路部分，是采用绝缘良好的漆色线、沙包或丝包线绕成。线圈分：（1）原线圈：和电源相连的线圈(初级绕组)。（2）副线圈：和负载相连的线圈(次级绕组)。{3}主要绝缘工艺要求：简介绝缘部位及绝缘措施。
[4]其他措施：电磁屏蔽：铁壳或铝壳罩； 冷却措施等。

四、变压器工作原理
变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势。
[1．]交流电压的变换作用
原线圈接上交流电压，由于材料的导磁通过原、副线圈中交变的磁通可视为理想情况下相同。
简介电力变压器：低压因绝缘简单，靠近铁芯内置；高压因绝缘要求高外置。
高频变压器：为减小漏磁和分布电容，常将初、次级线圈分若干部分，分格分层绕制。
设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，磁通为F ，根据电磁感应有感应电动势分别为
由此得 忽略线圈内阻得
K称为变压比。为原、副线圈匝数之比，无单位。
结论：[1]变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。

[2]如果N1 < N2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。
如果N1 > N2，K >1，电压下降，称为降压变压器。
[3]对直流电无变换作用，无耦合
[2．]交流电流的变换作用
根据能量守恒定律，变压器输出功率P2= U2I2 cosj2、从电网中获
[注：教材中感应电动势方向有错]
照明电路220V电压，欲转换36V安全电压采用降压变压器

得功率P1 = U1I1 cosj1，得 U1I1 cosj1= U2I2 cosj2
说明[1]式中cosj1——原线圈电路的功率因数；
cosj2——副线圈电路的功率因数。
[2]j1，j2相差很小，可认为相等，因此得到：U1I1 = U2I2
因为
提问能量转化与守恒定律
[3．]交流阻抗的变换 设变压器初级输入阻抗为|Z1|，次级负载阻抗为|Z2|，则 将代入，得 因为 所以
结论：次级接上负载|Z2|时，相当于电源接上阻抗为K2|Z2|的负载。
结合公式推导

应用：[1]在电子线路中常用于输入端来实现阻抗匹配和信号源内阻相等；[2]用于输出变压器使负载上获得最大功率。
五、应用举例：
例：电源变压器的输入电压为220V，输出11V，求变比，若负载R2=5.5Ω，求原、付线圈中电流I1、I2及等效到原边的阻抗。
解：
学生练习：收音机输出电路，最佳负载784Ω，而扬声器电阻为R2=16Ω，求变压器变比。

画出变压器输出原理图分析
总结： 变压器主要结构，原、付线圈及硅钢铁心及硅钢片结构作用；理解和掌握变压器具有的电压、电流及阻抗的变换作用。

作业：Page 188 No6.7 6.8

6.3变压器与电磁铁[2]
教学目的：[1]了解常用变压器的结构特点、熟悉常用变压器的应用
授课形式
[2] 熟悉变压器的功率及效率

[3] 了解电磁铁原理以及充磁和去磁方法
讲授
教学重点：自藉变压器及互感器
授课对象
变压器的功率及效率

教学难点：自藉变压器及互感器工作原理
教 学 内 容
参 考 教 法
由实际应用中常见变压器引入课题：常用变压器

注意解释连续与间断变化
新授
一、自耦变压器
[1．]自耦变压器的构造和工作原理{展示实物-实验室调压器}
说明：实验室中用来连续改变电源电压的调压变压器，就是一种自耦变压器。
由右结构图分析：自耦变压器原、副线圈共用一部分绕组，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系；自耦变压器改变电压方法：N1接输入电压，N2输出电压。
自耦变压器在使用时，一定要注意正确接线，否则易于发生触电事故。
优点：结合原、副线圈电流简介：I1与I2相位差180度，公共线圈处电流为两者之差，电流小，线圈导线截面积可非常小。故用铜量少，重量轻、体积小，铜损小、效率高。
投影实验室用调压器原理图说明用法。
二、小型电源变压器
简介小型变压器的应用：机床36V安全电压，低压指示装置等采用在铁芯上绕制多个次级线圈或次级线圈引出多个输出端实现。
多输出绕组变压器的每一线圈或部分和原线圈间的电压关系仍符合相应变比的关系。
简介：多输出变压器多使用于电子设备中，输出多种电压。多绕组可串联或并联使用，串联时应将线圈的异名端相接，并联时应将线圈的同名端相接。只有匝数相同的线圈才能并联。
三、互感器 互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的变压器。常用于大电流、高电压的测量电路中。
分类：电压互感器和电流互感器两种。
[1．]电压互感器
{1}原理：使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压绕组则与电压表相连，如右图所示。
高压线路的电压U1等于所测量电压U2和变压比K的乘积，即U1=KU2
{2}使用时应注意：(1) 次级绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。(2) 铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的破坏和人身伤亡。

简介电压、电流与变比关系

可结合实物说明

板书

[2．]电流互感器{结合原理及实物图说明}
{1}原理：使用时，电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连，次级绕组则与电流表串联成闭和回路，有通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。
{2}使用时应注意：(1) 绝对不能让电流互感器的次级开路，否则易造成危险；(2) 铁心和次级绕组一端均应可靠接地。
{3}实际应用：简介用法与读数。
四、三相变压器[结合投影图6-26简介]
三相变压器就是三个相同的单相变压器的组合，三相变压器用于供电系统中。根据三相电源和负载的不同，三相变压器初级和次级线圈可接成星形或三角形。

五、变压器的功率与效率：
1．功率：作为能量传输设备，变压器的功率分两部分
[1]变压器的原线圈的输入功率：P1 = U1I1 cosj1
[2]变压器的副线圈的输出功率：P2 = U2I2 cosj2
[3]变压器消耗{损失}功率为输入、输出功率之差，即PL = P1 – P2
变压器功率损耗原因：包括铁损和铜损。
{1} 何谓铁损PFE：指变压器的铁芯的磁滞损耗和涡流损耗
{2}铜损PCU：原、副线圈的导线电阻的热损耗{r1I12+r2I22}

简介铁损决定于电压和交流电的频率：有频率越高，铁损越大
,显然与原、副线圈电流有关；电流越大、铜损越大。
2、变压器的效率：变压器的效率：指变压器输出功率与输入功率的百分比。 即
一般大容量变压的效率可达98% ~ 99%，小型电源变压器效率约为70% ~ 80%。
3、应用举例：在220V电压的交流电路中，接入一变压器，原线圈匝数800，副线圈46匝，接白炽灯电路，电流8A，若变压器效率90%，求原线圈中电流多大？
解：
复习机械效率：有用功与总功之比。
效率物理含义：为反映变压器性能指标重要参数：效率越高越好，说明损耗小。
六、交、直流电磁铁{简介}
板书要求
原理及基本结构：铁心线圈通以电流会产生磁场。由铁心、线圈、衔电等组成。分交流、直流。应用：自控中继电器、电磁阀等
七、铁磁性物质的充磁与去磁 充磁根据磁化原理，把铁磁材料放入通电线圈，得到永久磁铁。 消磁是把需去磁物体加热或剧烈振动或利用直流电磁吸盘通以反向直流电消除其剩磁。
总结： 本节重点要熟悉自耦变压器原理及学生其使用方法，熟悉电压、电流互感器的使用。对变压器效率、电磁铁以及充磁和去磁有初步的认识。
作业 Page188 No 6.10 6.11
简介影响电磁吸力的因素和交流电磁铁起动要求

学生自已阅读P186充磁与去磁部分。