第6章 磁路与铁心线圈电路

第一周（1）电工技术张萍tel:15107321857Email:Zhangpinghnda@163.com时间安排考核方式理论●考试（闭卷）●卷面成绩80％实验●考查前言《电工技术》是一门非电专业的技术基础课程，它的主要任务是为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好电工技术的理论基础。通过学习，学生应掌握常用电气设备原理，结构及分析方法。本课程的主要内容包括：磁路与铁心线圈电路，交流电动机，继电接触器控制系统。要求：1.认真上好每一节课,2.独立完成每一次作业；下一页总 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 章目录返回上一页电工技术第6章磁路与铁心线圈电路6.3变压器6.4电磁铁6.1磁路及其分析方法6.2交流铁心线圈电路下一页总目录章目录返回上一页电工技术第6章磁路与铁心线圈电路本章要求：2.了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；3.掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；4.了解三相电压的变换方法；5.了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。1.理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路；下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.1.1磁场的基本物理量1.磁感应强度 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度B的大小:磁感应强度B的方向:与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度B的单位:特斯拉(T)，1T=1Wb/m2均匀磁场:各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称匀强磁场。6.1磁路及其基本定律下一页总目录章目录返回上一页电工技术2.磁通穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。说明:如果不是均匀磁场，则取B的平均值。在均匀磁场中=BS或B=/S磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。磁通的单位:韦[伯](Wb)1Wb=1V·s3.磁场强度介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率之比。磁场强度H的单位：安培/米（A/m)下一页总目录章目录返回上一页电工技术磁场强度与磁感应强度的区别磁感应强度B是完全只是考虑磁场对于电流元的作用，而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响。磁场强度H就是同时由磁场的产生源与磁场空间所充满的介质来决定的。相反，磁感应强度B则完全只是反映磁场来源的属性，与磁介质没有关系下一页总目录章目录返回上一页电工技术4.左手定则左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N极，手背对准S极，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向）则大拇指的方向就是导体受力方向。用于电动机中下一页总目录章目录返回上一页电工技术5.右手定则右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。下一页总目录章目录返回上一页电工技术5.右手螺旋定则(1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向　　(2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极下一页总目录章目录返回上一页电工技术任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。I是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律（全电流定律）IH安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。在均匀磁场中Hl=IN下一页总目录章目录返回上一页电工技术例:环形线圈如图，其中媒质是均匀的，试计算线圈内部各点的磁场强度。解:取磁通作为闭合回线，以其方向作为回线的围绕方向，则有：下一页总目录章目录返回上一页电工技术线圈匝数与电流的乘积NI，称为磁通势，用字母F表示，则有F=NI磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。式中：N线圈匝数；lx=2x是半径为x的圆周长；Hx半径x处的磁场强度；NI为线圈匝数与电流的乘积。故得：下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.磁导率真空的磁导率为常数，用0表示，有：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。相对磁导率r：任一种物质的磁导率和真空的磁导率0的比值。磁导率的单位：亨/米（H/m）下一页总目录章目录返回上一页电工技术例：环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为，试计算线圈内部各点的磁感应强度。解：半径为x处各点的磁场强度为故相应点磁感应强度为由上例可见,磁场内某点的磁场强度H只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场媒质的磁性()无关；而磁感应强度B与磁场媒质的磁性有关。下一页总目录章目录返回上一页电工技术7.物质的磁性（1）非磁性物质（如铝，铜，陶瓷，玻璃，塑料）非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁导率都是常数，有：所以磁通与产生此磁通的电流I成正比，呈线性关系。当磁场媒质是非磁性材料时，有：即B与H成正比，呈线性关系。由于0，r1B=0H()(I)下一页总目录章目录返回上一页（2）磁性物质磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。磁畴外磁场在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁畴下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.1.2磁性材料的磁性能1.高导磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即r1(如坡莫合金，其r可达2105)。磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。下一页总目录章目录返回上一页电工技术　　磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。2.磁饱和性BJ磁场内磁性物质的磁化磁场的磁感应强度曲线；B0磁场内不存在磁性物质时的磁感应强度直线；BBJ曲线和B0直线的纵坐标相加即磁场的B-H磁化曲线。BJB•a•b磁化曲线　　磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。下一页总目录章目录返回上一页电工技术B-H磁化曲线的特征：Oa段：B与H几乎成正比地增加；ab段：B的增加缓慢下来；b点以后：B增加很少，达到饱和。有磁性物质存在时，B与H不成正比，磁性物质的磁导率不是常数，随H而变。有磁性物质存在时，与I不成正比。磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出。磁化曲线B和与H的关系下一页总目录章目录返回上一页电工技术3.磁滞性磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。磁滞性：磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于外磁场变化的性质。磁滞回线••••BrHc剩磁感应强度Br(剩磁)：当线圈中电流减小到零(H=0)时，铁心中的磁感应强度。矫顽磁力Hc：使B=0所需的H值。磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。下一页总目录章目录返回上一页电工技术几种常见磁性物质的磁化曲线下一页总目录章目录返回上一页第一周（2）下一页总目录章目录返回上一页电工技术按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(3)矩磁材料具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。(2)硬磁材料具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。(1)软磁材料具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.1.3磁路的分析方法在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。直流电机的磁路交流接触器的磁路下一页总目录章目录返回上一页电工技术磁路欧姆定律是分析磁路的基本定律环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为，试计算线圈内部的磁通。解：根据安培环路定律，有设磁路的平均长度为l，则有1.引例下一页总目录章目录返回上一页电工技术式中：F=NI为磁通势，由其产生磁通；Rm称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；l为磁路的平均长度；S为磁路的截面积。2.磁路的欧姆定律若某磁路的磁通为，磁通势为F，磁阻为Rm，则即有：下一页总目录章目录返回上一页电工技术3.磁路与电路的比较下一页总目录章目录返回上一页电工技术4.磁路分析的特点(1)在处理电路时不涉及电场问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，在处理磁路时离不开磁场的概念；(2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路时一般都要考虑漏磁通；(3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，只能用于定性分析；(4)在电路中，当E=0时，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，当F=0时，不为零；下一页总目录章目录返回上一页电工技术5.磁路的分析计算主要任务:预先选定磁性材料中的磁通(或磁感应强度)，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料,求产生预定的磁通所需要的磁通势F=NI，确定线圈匝数和励磁电流。基本公式:设磁路由不同材料或不同长度和截面积的n段组成，则基本公式为：即下一页总目录章目录返回上一页电工技术基本步骤:（由磁通求磁通势F=NI）(1)求各段磁感应强度Bi各段磁路截面积不同，通过同一磁通，故有：(2)求各段磁场强度Hi根据各段磁路材料的磁化曲线Bi=f(Hi),求B1，B2，……相对应的H1，H2，……。(3)计算各段磁路的磁压降（Hili）(4)根据下式求出磁通势（NI）下一页总目录章目录返回上一页电工技术例1:一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为300，铁心中的磁感应强度为0.9T，磁路的平均长度为45cm，试求：(1)铁心材料为铸铁时线圈中的电流;(2)铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。解：（1）查铸铁材料的磁化曲线，当B=0.9T时，(2)查硅钢片材料的磁化曲线，当B=0.9T时，磁场强度H=9000A/m，则磁场强度H=260A/m，则结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量。下一页总目录章目录返回上一页电工技术如线圈中通有同样大小的电流0.39A，则铁心中的磁场强度是相等的，都是260A/m。查磁化曲线可得，在例1(1)，(2)两种情况下，如线圈中通有同样大小的电流0.39A，要得到相同的磁通，铸铁材料铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪一个比较小？【分析】B硅钢是B铸铁的17倍。因=BS，如要得到相同的磁通，则铸铁铁心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的17倍。B铸铁=0.05T、B硅钢=0.9T,结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用铁量大为降低。下一页总目录章目录返回上一页电工技术例2:有一环形铁心线圈，其内径为10cm，外径为15cm，铁心材料为铸钢。磁路中含有一空气隙，其长度等于0.2cm。设线圈中通有1A的电流，如要得到0.9T的磁感应强度，试求线圈匝数。解:思路：外径内径下一页总目录章目录返回上一页电工技术铁心的平均长度磁路的平均总长度为查铸钢的磁化曲线，B=0.9T时，磁场强度H1=500A/m空气隙的磁场强度铸钢铁心的磁场强度，下一页总目录章目录返回上一页电工技术对各段有总磁通势为线圈匝数为磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，磁通势几乎都降在空气隙上面。结论：当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流（设线圈匝数一定）。作业：P1971.11.21.3下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.2交流铁心线圈电路1.交流铁心线圈电磁关系线圈铁心2.交流铁心线圈电压电流关系3.交流铁心线圈功率损耗下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.2交流铁心线圈电路6.2.1电磁关系（磁通势）主磁通：通过铁心闭合的磁通。漏磁通：经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通。线圈铁心i，铁心线圈的漏磁电感与i不是线性关系。下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.2.2电压电流关系根据KVL:式中：R是线圈导线的电阻L是漏磁电感当u是正弦电压时，其它各电压、电流、电动势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：下一页总目录章目录返回上一页电工技术有效值由于线圈电阻R和感抗X（或漏磁通）较小，其电压降也较小，与主磁电动势E相比可忽略，故有式中：Bm是铁心中磁感应强度的最大值，单位[T]；S是铁心截面积，单位[m2]。下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.2.3功率损耗交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。1.铜损（Pcu）在交流铁心线圈中,线圈电阻R上的功率损耗称铜损，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是线圈的电阻；I是线圈中电流的有效值。2.铁损（PFe）在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用PFe表示。铁损由磁滞和涡流产生。下一页总目录章目录返回上一页电工技术（1）磁滞损耗（Ph）由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗（Ph）。磁滞损耗的大小：单位体积内的磁滞损耗正比与磁滞回线的面积和磁场交变的频率f。磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。减少磁滞损耗的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ：选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。下一页总目录章目录返回上一页电工技术(2)涡流损耗（Pe）涡流损耗:由涡流所产生的功率损耗。涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。减少涡流损耗措施：提高铁心的电阻率。或者铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。铁心线圈交流电路的有功功率为：下一页总目录章目录返回上一页例:要绕制一个铁心线圈，已知交流电源电压有效值U=220V，频率f=50Hz，今量得铁心截面为30.2cm2,铁心由硅钢片叠成，设叠片间隙系数为0.91(一般取0.9~0.93)。（1）如取Bm=1.2T，问线圈匝数应为多少?（2）如磁路平均长度为60cm，问励磁电流应多大?铁心的有效面积为(1)线圈匝数为(2)查磁化曲线图，Bｍ=1.2T时,Ｈｍ=700Ａ／ｍ，则解:下一页总目录章目录返回上一页课堂练习：P182-183练习与思考下一页总目录章目录返回上一页第二周（1）下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.3变压器变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。变压器的主要功能有：在能量传输过程中，当输送功率P=UIcos及负载功率因数cos一定时：电能损耗小节省金属材料（经济）UIP=I²RlIS下一页总目录章目录返回上一页电工技术电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。具体如下：下一页总目录章目录返回上一页变压器的结构(1)铁心:用硅钢片叠成；分铁心柱和铁轭两部分。(2)绕组（线圈）：接电源的绕组——一次绕组，接负载的绕组——二次绕组；或工作电压高的绕组——高压绕组，工作电压低的绕组——低压绕组。(3)其他:油箱、油、油枕、散热器、保护设备等。下一页总目录章目录返回上一页(3)其他:油箱、油、油枕、散热器、保护设备等。变压器油：是石油的一种分镏产物，其主要成分是烷烃,环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物。　　变压器油的主要作用：　　（1）绝缘作用：变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。　　（2）散热作用：变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。　　（3）消弧作用：在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。。下一页总目录章目录返回上一页变压器的结构变压器的磁路变压器的电路下一页总目录章目录返回上一页变压器的结构下一页总目录章目录返回上一页变压器的分类下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.3.1变压器的工作原理一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。下一页总目录章目录返回上一页电工技术1.电磁关系(1)空载运行情况一次侧接交流电源，二次侧开路。空载时，铁心中主磁通是由一次绕组磁通势产生的。下一页总目录章目录返回上一页电工技术1.电磁关系(2)带负载运行情况一次侧接交流电源，二次侧接负载。有载时，铁心中主磁通是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。下一页总目录章目录返回上一页电工技术2.电压变换（设加正弦交流电压）有效值:同理：(1)一次、二次侧主磁通感应电动势下一页总目录章目录返回上一页电工技术根据KVL：变压器一次侧等效电路由于电阻R1和感抗X1(或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势E1比较可忽略不计，则(2)一次、二次侧电压R1：一次侧绕组的电阻;X1=L1：一次侧绕组的漏磁感抗下一页总目录章目录返回上一页电工技术对二次侧，根据KVL：结论：改变匝数比，就能改变输出电压。变压器空载时:式中U20为变压器空载电压。故有下一页总目录章目录返回上一页电工技术三相电压的变换1)三相变压器的结构高压绕组：A-XB-YC-ZX、Y、Z：尾端A、B、C：首端低压绕组：a-xb-yc-za、b、c：首端x、y、z：尾端2)三相变压器的联结方式联结方式：高压绕组接法低压绕组接法常用接法:下一页总目录章目录返回上一页电工技术（1）三相变压器Y/Y0联结线电压之比：下一页总目录章目录返回上一页电工技术（2）三相变压器Y0/联结线电压之比：下一页总目录章目录返回上一页电工技术3.电流变换(一次、二次侧电流关系)有载运行可见，铁心中主磁通的最大值m在变压器空载和有载时近似保持不变。即有不论变压器空载还是有载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有若U1、f不变，则m基本不变，近于常数。下一页总目录章目录返回上一页电工技术结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。空载磁势有载磁势下一页总目录章目录返回上一页注意：（2）高压绕组匝数多，电流小；低压绕组匝数少，电流大。（1）升压变压器的一次侧为低压绕组，二次侧为高压绕组；降压变压器的一次侧为高压绕组，二次侧为低压绕组。（3）二次侧电流由负载决定，一次侧电流由二次侧电流决定。（4）变压器不能变换直流电压。如误接，因此时电源电压全部加在一次侧绕组上，可能烧坏绕组。下一页总目录章目录返回上一页电工技术4.阻抗变换结论：变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的K2倍。下一页总目录章目录返回上一页电工技术(1)变压器的匝数比应为：解:下一页总目录章目录返回上一页电工技术信号源的输出功率：电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。（2）将负载直接接到信号源上时，输出功率为：下一页总目录章目录返回上一页电工技术1）变压器的型号5.变压器的铭牌和技术数据下一页总目录章目录返回上一页电工技术2）额定值额定电压U1N、U2N变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值额定电流I1N、I2N变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。下一页总目录章目录返回上一页电工技术2)额定值额定容量SN传送功率的最大能力。容量SN输出功率P2一次侧输入功率P1输出功率P2注意：变压器几个功率的关系（单相）效率容量：一次侧输入功率：输出功率：变压器运行时的功率取决于负载的性质下一页总目录章目录返回上一页第二周（2）下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.3.2.变压器的外特性当一次侧电压U1和负载功率因数cos2保持不变时，二次侧输出电压U2和输出电流I2的关系，U2=f(I2)。U20：一次侧加额定电压、二次侧开路时，二次侧输出电压一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2变化不大），电压变化率约在5%左右。电压变化率（调整率）：下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.3.3变压器的损耗与效率为减少涡流损耗，铁心一般由导磁钢片叠成。变压器的损耗包括两部分：铜损(PCu)：绕组导线电阻的损耗。涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感应电流(涡流)造成的损耗。铁损(PFe)：变压器的效率为一般95%,负载为额定负载的(50~75)%时，最大。输出功率输入功率下一页总目录章目录返回上一页某单相变压器的额定电压为10000/230V，接在10000V的交流电源上向一电感性负载供电，电压变化率为0.03。求变压器的变比及空载和满载时的二次电压。当|ZL|=0.966Ω时，变压器正好满载。求该变压器的电流。例1：电压比：=43.5空载电压：=230V满载电压:=223VU20=U2NU2=U2N(1－ΔU％)=230×(1－0.03)解：=224A=5.15A下一页总目录章目录返回上一页一变压器容量为10kV·A，铁损为300W，满载时的铜损为400W。忽略电压变化率，求该变压器在满载时向功率因数为0.8的负载供电时输入和输出的有功功率及效率。解：例2忽略电压变化率，则输出功率P2=SNcos2=10×103×0.8W=8kW损耗功率P=PCu+PFe=(300+400)W=0.7kW输入功率P1=P2+P=(8+0.7)kW=8.7kW=92%下一页总目录章目录返回上一页例3：有一台50kV·A，6600/220V单相变压器，若忽略电压变化率和空载电流，求：（1）负载是220V、40W、cos=0.5的日光灯440盏时，I1、I2分别是多少？（2）是否已满载？若未满载，还能接入多少盏这样的日光灯？？解：下一页总目录章目录返回上一页再接入日光灯：下一页总目录章目录返回上一页例4:有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：SN=100kVA,U1N=6000V,f=50Hz。U2N=U20=400V,绕组连接成／０。由实验测得:PFe=600W，额定负载时的PCu=2400W。试求(1)变压器的额定电流；(2)满载和半载时的效率。解:(1)额定电流下一页总目录章目录返回上一页(２)满载和半载时的效率下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.3.4特殊变压器1.自耦变压器使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。下一页总目录章目录返回上一页电工技术2.电压互感器 二次侧不能短路，以防产生过流；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现高压。使用注意事项：被测电压=电压表读数N1/N2实现用低量程的电压表测量高电压下一页总目录章目录返回上一页电工技术3.电流互感器被测电流=电流表读数N2/N1 二次侧不能开路，以防产生高电压；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现过压。使用注意事项：实现用低量程的电流表测量大电流下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.3.5变压器绕组的极性当电流流入(或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入(或流出）端称为同极性端。•••1.同极性端(同名端)或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。用“•”或“*”表示同极性端。增加+–+++–––同极性端和绕组的绕向有关。•当一次侧或二次侧有两个以上绕组时，须正确联接。下一页总目录章目录返回上一页电工技术联接2－3变压器原一次侧有两个额定电压为110V的绕组：2.线圈的接法联接1－3，2－4当电源电压为220V时：电源电压为110V时：两线圈串联，两线圈并联，下一页总目录章目录返回上一页电工技术问题1：在110V情况下，如果只用一个绕组（N），行不行？答：不行（两绕组必须并接）一次侧有两个相同绕组的电源变压器(220/110)，使用中应注意的问题：下一页总目录章目录返回上一页电工技术问题2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端再通电。答：有可能烧毁变压器••’+–下一页总目录章目录返回上一页电工技术6.4电磁铁1.概述电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放。电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动。根据使用电源类型分为：直流电磁铁：用直流电源励磁；交流电磁铁：用交流电源励磁。下一页总目录章目录返回上一页电工技术2.基本结构电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的结构如图所示。铁心衔铁衔铁有时是机械零件、工件充当衔铁线圈线圈衔铁铁心线圈铁心下一页总目录章目录返回上一页电工技术3.电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的大小与气隙的截面积S0及气隙中的磁感应强度B0的平方成正比。基本公式如下：式中：B0的单位是特[斯拉]；S0的单位是平方米；F的单位是牛[顿]（N）。直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。下一页总目录章目录返回上一页电工技术交流电磁铁的吸力交流电磁铁中磁场是交变的，设则吸力瞬时值为:式中：为吸力的最大值。吸力的波形:吸力平均值为:O下一页总目录章目录返回上一页电工技术(1)交流电磁铁的吸力在零与最大值之间脉动。衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪音，同时触点容易损坏。为了消除这种现象，在磁极的部分端面上套一个分磁环（或称短路环），工作时，在分磁环中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在磁极端面两部分中的磁通1和2之间产生相位差，相应该两部分的吸力不同时为零，实现消除振动和噪音，如图所示；而直流电磁铁吸力恒定不变；综合上述：(2)交流电磁铁中,为了减少铁损，铁心由钢片叠成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；下一页总目录章目录返回上一页电工技术应用实例图示为应用电磁铁实现制动机床或起重机电动机的基本结构，其中电动机和制动轮同轴。原理如下：通电电磁铁动作拉开弹簧抱闸提起松开制动轮电机转动断电电磁铁释放弹簧收缩抱闸抱紧抱紧制动轮电机制动启动过程：制动过程：