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理想變壓器特性及與等效電路的分析

時間:2022-08-05 00:17:37 物理論文 我要投稿
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  譚陽紅1,汪沨1,陳五立2

 。1.湖南大學電氣與信息工程學院,湖南長沙410082;

  2.湖南信息學院,湖南長沙410151)

  摘要:作為電路理論的重要內(nèi)容,理想變壓器的教學重點通常在于理想變壓器特性方程及其運用,不涉及磁路分析,這導致學生在分析多繞組變壓器時錯誤運用特性方程。本文以雙繞組和三繞組變壓器為例,就磁路形式對理想變壓器方程的影響進行分析,導出理想變壓器特性方程。在此基礎(chǔ)上,得到其阻抗變換的統(tǒng)一表達式,并得到不同情況下的實際變壓器等效電路,對理想變壓器的教學有一定的指導作用。

  關(guān)鍵詞:理想變壓器;特性方程;等效電路

  基金項目:本文受國家自然基金No.61102039及51107034、湖南省自然科學基金資助項目No.14JJ7029、中央高;鸷秃鲜〗谈恼n題的資助

  器是電路理論教學中的重要部分。在教學過程中,教學重點往往變壓器理想化的條件、掌握特性方程及其運用。但是,很多學生在分析多繞組變壓器時覺得無所適從,甚至錯誤運用理想變壓器的特性方程。要理解磁路對理想變壓器特性方程的影響,必須明確理想化的條件和特性方程的獲得方法。

  二、雙繞組理想變壓器特性方程

  利用磁路定理來理解理想變壓器的特性,只需用以下定律:磁路的基爾霍夫第一定律即磁通連續(xù)性原理和磁路的基爾霍夫第二定律,即安培環(huán)路定律。

  1.雙繞組理想變壓器電壓方程?紤]如下的變壓器(圖1(a)所示),設(shè)變壓器初次級的原邊和副邊匝數(shù)分別為Np和Ns,電流為ip 蓸t 蔀、is 蓸t 蔀,鐵芯磁導率μ趨近于無窮大,即沒有漏磁,磁感應強度全部集中于鐵芯。

  變壓器的初、次級磁鏈相等,設(shè)為ψm。很明顯:

 

  四、結(jié)語

  本文的分析表明,變壓器的特性方程與磁路形式密切相關(guān)。在理想變壓器的教學中,采用磁路的分析方法,只有如此,學生才能牢固掌握理想變壓器特性方程的本質(zhì)。

  參考文獻:

  [1]邱關(guān)源,羅先覺。電路[M].第四版。北京:高等教育出版社,1999.

  [2]于歆杰,朱桂萍,陸文娟。電路原理[M].北京:清華大學出版社,2007.

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