交流电和变压器知识梳理

§4.交变电流 电磁场和电磁波

一、正弦交变电流

目的要求

复习交流电的基本知识及变压器原理。

知识要点

1. 正弦交变电流的产生 当闭合线圈由中性面位置（图中O1O2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：

O1 e=Emsinωt，其中Em=nBSω。这就是正弦交变电流。

ω 2.交变电流的有效值

交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交B 流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效O2 值。

⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的2/2倍。

⑵通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。）

3.正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值

正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例：最大值用Em表示，有效值用E表示，瞬时值用e表示，平均值用E表示。它们的关系为：E=Em/2，e=Emsinωt。平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：E?n??。特别要注意，有效值和平均值是

?t

第七章变压器和交流电动机练习题

一、单项选择题

1、降压变压器必须符合（ ）

A I1>I2 B K<1 C I1

2、为了安全,机床上的照明电灯用的电压是36V,这个电压是把220V的电压 通过变压器降压后得到的,如果这台变压器给40W的电灯供电(不考虑 变压器的损失),则一次、二次绕组的电流之比是（ ） A. 1 ：1 B. 55 ：9

C. 9 ：55 D. 无法确定的 3、三相异步电动机旋转磁场的旋转方向是由三相电源的（ ）决定。 A.相序 B.相位 C.频率 D.幅值 4．旋转磁场的转速与（ ）

A 电源电压成正比 B频率和磁极对数成正比

C.频率成反比，与磁极对数成正比 D频率成正比，与磁极对数成反比 5、一次、二次绕组中有电联系的变压器是（ ）

A.多绕组变压器 B.三相变压器 C.自耦变压器 D.互感器 6、变

弧焊变压器结构及 交流电弧波形测试指导教师：赵玉梅 高级实验师

彭道衡 高级工程师面向专业：材料成型与控制工程 实验性质：综合性材料科学与工程实验教学示范中心

一 实验目的1.熟悉弧焊变压器分类、结构、变压 器绕组接线方式、工作原理。 2.测试交流电弧电流和电弧电压波形 及其特征。 3.了解焊接回路中电感、电阻对电弧 燃烧稳定性的影响。 4.通过实验掌握阴极射线示波器及实 验中仪器仪表的使用方法。材料科学与工程实验教学示范中心

二 弧焊变压器分类和介绍一)弧焊变压器分类： 1.串联电抗器式：同体式 BN系列，分 体式BX2系列。 2.增强漏磁式：动铁心式(矩形铁心 BX1系列，梯形铁心BX1C系列),动绕组式 BX3系列，抽头式BX6系列。

材料科学与工程实验教学示范中心

二 弧焊变压器分类和介绍二)动铁芯式弧焊变压器结构

材料科学与工程实验教学示范中心

三)动铁芯式弧焊变压器特点： 1.其初级绕组有上下两盘串联接入焊 接电源。初级匝数多，绕片稍薄，用以满 足高电压，大电流。其次级也有上下两盘 绕组，并联接入负载，匝数少，绕片稍厚， 以满足低电压，大电流。 2.铁心形状不同。

材料科学与工程实验教学示范中心

二 弧焊变压器分类和介绍四)动铁芯结构

动铁心外形

静铁

理想变压器和全耦合变压器

8-4.理想变压器和全耦合变压器 理想变压器和全耦合变压器理想变压器也是一种耦合元件。 理想变压器也是一种耦合元件。它是实际 变压器在理想条件下的电路模型。 变压器在理想条件下的电路模型。理想变压器 的电路符号如下图，在如图同名端、 的电路符号如下图，在如图同名端、电压和电 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为： 流参考方向下，理想变压器的伏安关系为：i1 i2

+

u1-

*n:1

*

+

u2-

u 1 =n u2 i1 1 = i2 n

理想变压器的唯一参数是变比(或匝比 理想变压器的唯一参数是变比 或匝比): n 或匝比

理想变压器和全耦合变压器

有理想变压器的伏安关系可以看出， 有理想变压器的伏安关系可以看出，理想变压 器已经没有电感或耦合电感的作用了， 器已经没有电感或耦合电感的作用了，故理想 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式： 变压器的电路模型也可以画出受控源的形式：i1 i2 i1 i2i2 n+ u1-n

+

u1-

*

*n:1

+ -

+ -

+

u2 u1

u2-

理想变压器和全耦合变压器

理想变压器可以看成是耦合电感或空芯 变压器在理想条件下的极限情况: 变压器在理想条件下的极限情况 (1)耦合电感

实验14 交流电桥的原理和设计

交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。

常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。 【目的与要求】

1．掌握交流电桥的平衡条件和测量原理。 2．设计实际测量用的交流电桥。 3．验证交流电桥的平衡条件。 【交流电桥的原理】

图14-1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示

第3章 试题库

一、填空题（建议较易填空每空0.5分，较难填空每空1分）

1、正弦交流电的三要素是指正弦量的 、 和 。

2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的 ；反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的 ；确定正弦量计时始位置的是它的 。

3、已知一正弦量i?7.07sin(314t?30?)A，则该正弦电流的最大值是 A；有效值是 A；角频率是 rad/s；频率是 Hz；周期是 s；随时间的变化进程相位是 ；初相是 ；合 弧度。

4、正弦量的 值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的 ，所以 值又称为方均根值。也可以说，交流电的 值等于与其 相同的直流电的数值。

5、两个 正弦量之间的相位之差称为相位差， 频率的正弦量之间不存在相位差的概念。

6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值，都是交流电的

课题：知道正弦交流电的基本常识

一、教学目标

1、了解正弦交流电的产生。

2、理解正弦量解析式、波形图、三要素、有效值、相位、相位差的概念。 3、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系掌握同频率正弦量的相位比较。

二、教学重点、难点分析

重点：

1、分析交流电产生的物理过程。使同学了解线圈在磁场中旋转一周的时间内，电流的大小及方向是怎样变化的。

2、掌握正弦量的周期、频率、角频率的关系，掌握同频率正弦量的相位比较。

3、交流电有效值的概念。

三、教学方法

讲授法 难点：

1、交流电的有效值。

五、课时计划：2课时 六、教学过程

Ⅰ.知识回顾

提问：什么条件下会产生感应电流？根据电磁感应的知识，设计一个发电

机模型。

学生设计：让矩形线框在匀强磁场中匀速转动。 II.新课

一、交流电的基本概论

1、交流电:大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流统称交流电 2、正弦交流电：随时间作正弦规律变化的交流电称为正弦交流电。 3、正弦交流电的瞬时值

e＝Esin(ωt＋φ.) u＝Usin(ωt＋φ.) i＝Isin(ωt＋φ.)

二、正弦交流电的周期、频率和角频率

如图2所示，为交流电发电机产生交流电的过程及其对应

什么是变压器？

选择短路阻抗时应符合相应标准的要求(GB7T6451、GB7T16274、JB/T2426 或 GB7T 10228)。 对 110kV~220kV 城网供电的变压器，为限制过大的短路电流要求提高短路阻抗的 变压器，其短路阻抗最好分档，例如：110kV 可分为 10.5%、12.5%、14.5%、l6.5%;2 20kV 可分为 14%、l8%、22%、26%。还应考虑系统电压调整率和无功补偿。 电流流过变压器绕组时，应为绕组电阻的原因会发热而导致损耗，应为绕组是铜 制作的，故称“铜耗”,也称“铜损” 变压器内的磁通是在铁芯上流动的，铁芯对磁 通具有磁阻，就像导体

对电流又电阻一样，也会产生热量，这样的损耗较“磁滞损耗” 因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的 断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡称为“涡流”。这个“涡流”使变压 器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损 耗我们称为“涡流损耗”。我们使用的电磁炉就是利用一定频率的磁场在铁(钢)质 容器内形成涡流而产生的涡流损耗发热的。 磁滞损耗和涡流损耗都产生与变压器铁 芯，固称“铁耗”也称“铁损” 变压器

本科毕业设计（论文）

交流电机无速度传感器控制研

究

梁**

燕 山 大 学 里仁学院

2016年6月

本科毕业设计（论文）

交流电机无速度传感器控制

研究

学 院： 里仁学院 专 业： 自动化 学生 姓名： 梁** 学 号： *** 指导 教师： *** 答辩 日期： 2016/6/20

燕山大学里仁学院毕业设计(论文)任务书

学院：电气工程学院 专业(方向)：自动化 学 学生 专 业 *** 梁** 12级过程控制1班 号 姓名 班 级 题目名称 题目性质 题目类型 题目来源 1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）； 理论研究型（ ）；计算机软件型（ ? ）；综合型（ ）。 2.文管类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）。 题 目 1.毕业设计（ ? ） 2.论文（ ） 科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ?

新型变压器与传统变压器原理介绍

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