教案 114理想变压器.doc

第十一章 耦合电感和变压器讲授 板书1. 掌握理想变压器的概念；2. 掌握具有理想变压器电路的计算理想变压器； 理想变压器的电路计算方法；1. 组织教学 5分钟3. 讲授新课 70分钟1）理想变压器 35 2）例题 35 2. 复习旧课 5分钟 空心变压器4. 巩固新课 5分钟5. 布置作业 5分钟一、 学时：2二、 班级：06电气工程（本）/06数控技术（本）三、 教学内容：讲授新课：§10.4 理想变压器理想变压器是实际变压器的理想化模型，是对互感元件的理想科学抽象，是极限情况下的耦合电感。1理想变压器的三个理想化条件条件1 ：无损耗，认为绕线圈的导线无电阻，做芯子的铁磁材料的磁导率无限大。条件2 ：全耦合，即耦合系数 条件3 ：参数无限大，即自感系数和互感系数 但满足： 上式中 N 1 和 N 2 分别为变压器原、副边线圈匝数， n 为匝数比。以上三个条件在工程实际中不可能满足，但在一些实际工程概算中，在误差允许的范围内，把实际变压器当理想变压器对待，可使计算过程简化。2. 理想变压器的主要性能 满足上述三个理想条件的理想变压器与有互感的线圈有着质的区别。具有以下特殊性能。（1）变压关系 图 10.21 为满足三个理想条件的耦合线圈。由于 ，所以 因此 图 10.21 图 10.22根据上式得理想变压器模型如图 10.22 所示。注意：理想变压器的变压关系与两线圈中电流参考方向的假设无关，但与电压极性的设置有关，若 u1、u2 的参考方向的“+”极性端一个设在同名端，一个设在异名端，如图 10.23 所示，此时 u1 与 u2 之比为： （2）变流关系根据互感线圈的电压、电流关系（电流参考方向设为从同名端同时流入或同时流出）： 则 图 10.23 图 10.24 代入理想化条件： ， 得理想变压器的电流关系为： 注意：理想变压器的变流关系与两线圈上电压参考方向的假设无关，但与电流参考方向的设置有关，若i1、i2的参考方向一个是从同名端流入，一个是从同名端流出，如图10.24所示，此时i1与i2之比为： （3）变阻抗关系设理想变压器次级接阻抗 Z ，如图 10.25 所示。由理想变压器的变压、变流关系得初级端的输入阻抗为： 图 10.25图 10.26由此得理想变压器的初级等效电路如图10.26所示，把Zin称为次级对初级的折合等效阻抗。注意：理想变压器的阻抗变换性质只改变阻抗的大小，不改变阻抗的性质。（4）功率性质由理想变压器的变压、变流关系得初级端口与次级端口吸收的功率和为： 以上各式表明：（1）理想变压器既不储能，也不耗能，在电路中只起传递信号和能量的作用。（2）理想变压器的特性方程为代数关系，因此它是无记忆的多端元件。例10-13已知图（a）电路的电源内阻RS=1k ，负载电阻 RL=10 。为使RL上获得最大功率，求理想变压器的变比 n 。 例 10-13 图 （a）（b）解：把副边阻抗折射到原边，得原边等效电路如图（b）所示，因此当 n2RL=RS 时电路处于匹配状态，由此得：10 n2 =1000 即 n2 =100 ， n =10例10-14 求图（a）所示电路负载电阻上的电压 例 10 14 图 （ a ）解法 1 ：列方程求解。原边回路有： 副边回路有： 代入理想变压器的特性方程： ， 解得 解法2 ： 应用阻抗变换得原边等效电路如图（b）所示，则例 10 14 图（ b ）所以 解法3 ： 应用戴维南定理， 首先 根据图（c） 例 10 14 图（ c ）例 10 14 图（ d ）因为 则 由图（d）求等效电阻 Req ：Req=102×1=100戴维南等效电路如图（e）所示，则： 例 10 14 图（ e ）四、 预习内容 电路分析法五、 作业