变压器工作原理及应用教学PPT详解

变压器是一种静止电器，它通过线圈间的电磁感应，将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。其作用主要包括变压、变流、变换阻抗和隔离电路。在电力系统中，用电力变压器将发电机发出的电压升高后进行远距离输电，到达目的地后再用变压器将电压降低供用户使用。在实验室中，用自耦变压器改变电源电压；在测量上利用仪用变压器扩大对交流电压、电流的测量范围；在电子设备和仪器中，用小功率电源变压器提供多种电压，用耦合变压器传递信号并隔离电路上的联系等等。 变压器虽然大小悬殊，用途各异，但其基本结构和工作原理是相同的。变压器的基本结构由铁心、绕组、绝缘结构和外壳组成。铁心由铁心柱和铁轭两部分组成，用厚为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠成，以提高导磁性能和减少铁损。绕组包括高压绕组和低压绕组，通过高压绕组和低压绕组的匝数比和铁心的磁导率，实现电能的变压变换。绝缘结构主要由绝缘纸和绝缘套管组成，用于保护绕组和避免绝缘击穿，保证变压器的安全可靠工作。外壳外部起到了保护和美观的作用。 变压器根据用途和结构特点可分为电力变压器、仪用变压器、耦合变压器和自耦变压器等。电力变压器主要用于电力系统中的输配电，起着电压升降的作用，分为油浸式变压器和干式变压器两种。仪用变压器主要用于控制电路和测量仪表中，用以提供各种特殊电压需求。耦合变压器用于信号传输和电路隔离，通过磁场的耦合传递信号并实现电路之间的隔离。自耦变压器具有单绕组，可以实现自身的升压和降压功能。 变压器的工作原理实质上是利用涡旋电流和铁芯的磁滞性质实现对电磁能的转换。当电流通过绕组时，在铁心中产生磁通，磁通又引起感应电动势，在另一绕组中产生感应电流，从而实现电压的升降和功率的传递。在工作过程中，变压器会产生一定的损耗，主要包括铁损和铜损。铁损是由于铁芯中的铁磁性材料在磁化时产生的磁滞和涡流损耗而产生的，主要为常磁损耗和交变损耗；铜损是由于绕组中电流通过产生的焦耳热而产生的，主要为线圈电阻损耗和感应电流损耗。 总之，变压器作为一种重要的电气设备，在现代电力系统和各种电气设备中有着广泛的应用。通过理解变压器的工作原理和结构特点，我们可以更加深入地理解电能的传递和转换过程，为电力系统的稳定运行和电气设备的可靠工作提供重要的支持。