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低频变压器的圈数和电压比的关系分析
- 2019-06-05 -

变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为:电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。电路符号常用T当作编号的开头.例: T01, T201等。

特征参数:

工作频率

变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。

额定功率

在规定的频率和电压下,变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。

额定电压

指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。

电压比

指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。

空载电流

变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。

空载损耗

指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。

效率

指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。

绝缘电阻

表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关.

变压器电压与匝数的关系

变压器的所有线圈是绕在一个闭合铁心上,穿过铁心各截面的磁通Φ相同。

U1/N1表示原边每匝线圈的感应电动势;

U2/N2表示副边每匝线圈的感应电动势;

感应电动势E=-dΦ/dt,既然铁心中磁通Φ相同,那么,每匝线圈的感应电动势就相同。因此,有:

U1/N1=U2/N2

稍作变形,得到:

U1/U2=N1/N2

低频变压器的圈数和电压比的关系分析

一、实验目的

1、了解变压器的基本构造;

2、探究变压器两端的电压与匝数的关系;

3、学会用控制变量法分析物理量的关系。

二、实验原理

保持原线圈匝数不变,改变副线圈匝数。当变压器初级分别接“0”、“400”匝两端,次级分别接n2(“0”、“200”匝)两端和n%272(“0”、“800”匝)两端。用多用电表的交流电压档测得次级电压,记录数据U2+、U%272,比较两次次级电压之比与匝数比的关系是否满足:

保持副线圈匝数不变,改变原线圈匝数。当变压器初级分别接n1(“0”、“100”匝)两+端和n%271+(“0”、“400”匝)两端,次级接“0”、“200”匝两端。用多用电压表的电压档分别测得次级电压。记录数据U2+、U%272+,比较两次次级电压之比与匝数比的关系是否满足:

三、实验器材

可拆变压器1个、学生电源1个(交流0~12V可调)、多用电表1个(含0~50V交流电压档)、导线若干。

四、实验设计与过程

1.仔细观察变压器,了解变压器构造。

2.断开学生电源,将电源调制交流2V接初级线圈n1%3D100匝,将学生多用电表调到交流电压最大档接在次级“0”、“200”接线柱,经检查无误后,接通电源,粗略测出电压。断开电源开关,将多用电表调制交流电压合适的档位,再次接通电源,测出次级线圈两端的电压。

3.断开电源,不改变初级线圈所接的电压和匝数,将学生多用电表调到交流电压最大档一次接在次级“200”、“800”接线柱;“800”、“1600”接线柱;“200”、“1600”接线柱;“0”、“1600”接线柱。按步骤2中的测量方法分别进行测量。

4.断开电源,将电源调制交流10V接初级线圈n1%3D200匝,将学生多用电表调到交流电压最大档接在次级“0”、“400”接线柱,经检查无误后,接通电源,粗略测出电压。断开电源开关,将多用电表调制交流电压合适的档位,再次接通电源,测出次级线圈两端的电压。

5.断开电源,保持电源交流10V档位不变,初级分别接“200”、“800”接线柱;“800”、“1600”接线柱;“200”、“1600”接线柱;“0”、“1600”接线柱,保持学生多用电表为交流电压最大档接在次级“0”、“400”接线柱不变,按步骤4中的测量方法分别进行测量。

6.断开电源开关。实验完毕,整理实验器材。

五、收集数据

1.保持原线圈匝数n1和电压U1不变,改变副线圈匝数n2,研究n2对副线圈电压U2的+影响。

2.保持副线圈匝数n2和电压U1不变,改变原线圈匝数n1,研究n1对副线圈电压U2的影响。

六、分析论证

在误差允许的范围内,利用数学归纳法不难总结出原副线圈电压与匝数间的关系。

七、误差分析

1.原线圈和副线圈中的电流共同产生的磁通量,绝大部分通过铁芯,有一小部分漏到铁芯之外。所以用变压器来做这个实验只能是电压比略大于匝数比。

2.是由于原副线圈存在电阻,使线圈的端电压小于感应电压。改进方法是采用互相绝缘硅钢片叠成的铁芯代替整块铁芯和条形铁轭之间的光洁面要清洁,无锈斑、污渍,铁芯和条形铁轭要用螺丝压紧。

八、注意事项:

1.试验电源用低压交流电源,电压不要超过12V。不能使用直流电源,也不能使用高压交流电源。

2.连接电路后由同组的几位同学分别独立检查,经老师检查后才能接通电源。

3.连接电路是要切断电源,调节时不要用手接触裸露的导线、接线柱。

4.为了多用电表的安全,使用交流电压当时,先用最大量程档测试,大致确定被测定电压后再选用适当的档位进行测量。

5.副线圈的匝数要从小到大变化,原线圈的匝数要从大到小变化。

关于低频变压器的相关介绍就到这了,希望通过本文能让你对低频变压器有更全面的认识。


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