第一节变压器的构造。
一、变压器的用途和种类。
变压器是利用互感原理工作的电磁装置，它的符号如图11-1
所示，t是它的文字符号。
1．变压器的用途：变压器除可变换电压外，还可变换电流、变换阻抗、改变相位。
2．变压器的种类：按照使用的场合，变压器有电力变压器、整流变压器、调压变压器输入、输出变压器等。
二、变压器的基本构造。
变压器主要由铁心和线圈两部分构成。
铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便减少涡流和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图11-2(a)、(b)所示。
线圈是变压器的电路部分，是用漆色线、沙包线或丝包线绕成。其中和电源相连的线。
圈叫原线圈(初级绕组)，和负载相连的线圈叫副线圈(次级绕组)。
第二节变压器的工作原理。
一、变压器的工作原理。
变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图11-3所示。
1．变换交流电压。
原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。
设原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，磁通为 ，感应电动势为。
由此得 忽略线圈内阻得。
上式中k称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。
如果n1 < n2，k < 1，电压上升，称为升压变压器。
如果n1 > n2，k >1，电压下降，称为降压变压器。
2．变换交流电流。
根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即p1 = p2，由交流电功率的公式可得。
u1i1 cos1= u2i2 cos2
式中cos1——原线圈电路的功率因数；
cos2——副线圈电路的功率因数。
1，2相差很小，可认为相等，因此得到。
u1i1 = u2i2
可见，变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。高压线圈通过的电流小，用较细的导线绕制；低压线圈通过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压器高、低压饶组的方法。
3．变换交流阻抗。
设变压器初级输入阻抗为|z1|，次级负载阻抗为|z2|，则。
将代入，得。
因为。所以。
可见，次级接上负载|z2|时，相当于电源接上阻抗为k2|z2|的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。
解1：次级电流。
初级电流。输入阻抗。
解2：变压比。
输入阻抗。解：负载电阻 r2 = 150 ，变压器的输入电阻r1 = r0 = 600 ，则变比应为。
初、次级电流分别为。
二、 变压器的外特性和电压变化率。
1．变压器的外特性。
变压器外特性就是当变压器的初级电压u1和负载的功率因数都一定时，次级电压u2
随次级电流i2变化的关系，如图11-5所示。
由变压器外特性曲线图可见：
1) i2 = 0时，u2 = u2n。
2) 当负载为电阻性和电感性时，随着i2的增大，u2逐渐下降。在相同的负载电流情况下，u2的下降程度与功率因数cos 有关。
3) 当负载为电容性负载时，随着功率因数cos 的降低，曲线上升。所以，在供电系统中，常常在电感性负载两端并联一定容量的电容器，以提高负载的功率因数cos。
2．电压的变化率。
电压变化率是指变压器空载时次级端电压u2n和有载时次级端电压u2之差与u2n的百分比。即：
电压变化率越小，为负载供电的电压越稳定。
第三节变压器的功率和效率。
一、变压器的功率。
变压器的功率消耗等于输入功率p1 = u1i1 cos1和p2 = u2i2 cos2输出功率之差，即。
pl = p1 – p2
变压器功率损耗包括铁损和铜损。
二、变压器的效率。
变压器的效率为变压器输出功率与输入功率的百分比，即。
大容量变压的效率可达98% ~99%，小型电源变压器效率约为70% ~80%。
解：次级负载功率p2 = u2i2cos2 = 22010 = 2200 w
初级功率。损耗功率pl = p1 – p2 = 2316 – 2200 = 116w
初级电流。第四节常用变压器。
一、自耦变压器。
1．自耦变压器的构造和工作原理。
自耦变压器原、副线圈共用一部分绕组，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系，如图11-6所示。
原、副线圈电压之比和电流之比的关系为。
自耦变压器在使用时，一定要注意正确接线，否则易于发生触电事故。
实验室中用来连续改变电源电压的调压变压器，就是一种自耦变压器，如图11-7所示。
二、多绕组变压器。
1．多绕组变压器。
变压器的次级有两个以上的绕组或初、次级都有两个以上绕组的变压器叫多绕组变压器，如图11-8所示。
多绕组变压器原、副线圈的电压关系仍符合变压比的关系，2．多绕组变压器的使用。
多绕组变压器多使用于电子设备中，输出多种电压。多绕组可串联或并联使用，串联时应将线圈的异名端相接，并联时应将线圈的同名端相接。只有匝数相同的线圈才能并联。
三、互感器。
互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的变压器。可分为电压互感器和电流互感器两种。
1．电压互感器。
使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压绕组则与电压表相连，如图11-9所示。
可见，高压线路的电压u1等于所测量电压u2和变压比k的乘积，即u1=ku2
使用时应注意：
1) 次级绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。
2) 铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的破坏和人身**。
2．电流互感器。
使用时，电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连，次。
级绕组则与电流表串联成闭和回路，如图11-10所示。
通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。
使用时应注意：
1) 绝对不能让电流互感器的次级开路，否则易造成危险；
2) 铁心和次级绕组一端均应可靠接地。
常用的钳形电流表也是一种电流互感器。它是由一个电流表。
接成闭合回路的次级绕组和一个铁心构成，其铁心可开、可合。
测量时，把待测电流的一根导线放入钳口中，电流表上可直接读。
出被测电流的大小，如图11-11所示。
四、三相变压器。
三相变压器就是三个相同的单相变压器的组合，如图11-12
所示。三相变压器用于供电系统中。根据三相电源和负载的不同，三相变压器初级和次级线圈可接成星形或三角形。
第五节变压器的额定值和检验。
一、变压器的额定值。
变压器的满负荷运**况叫额定运行，额定运行条件叫变压器的额定值。
额定容量——指次级最大视在功率，单位是伏安(va)或千伏安(kva)。
额定初级电压——指接到初级线圈电压的规定值。
额定次级电压——指变压器空载时，初级加上额定电压后，次级两端的电压。
额定电流——指规定的满载电流值。
变压器的额定值取决于变压器的构造及使用的材料。使用时，变压器应在额定条件下运行，不能超过其额定值。
除此外还应注意：
1) 工作温度不能过高；
2) 初、次级绕组必须分清；
3) 防止变压器绕组短路，以免烧毁变压器。
二、变压器的检验。
变压器在使用前应进行检验，通常其检验内容有：
1) 区分绕组、测量各绕组的直流电阻；
2) 绝缘检查；
3) 各绕组的电压和变压比；
4) 磁化电流i，变压器次级开路时的初级电流叫磁化电流，i 一般为初级额定电流的3% ~8%。
各项检验都应符合设计标准，否则不宜使用。
第六节三相异步电动机。
一、异步电动机的构造。
电动机由定子和转子两个基本部分组成，如图11-13所示。
1．定子。三相异步电动机的定子由机座、铁心和定子绕组组成。
定子绕组是电动机的电路部分，由三相对称绕组组成，按一定规则连接，有六个出线端。即u1-u2、v1-v2、w1-w2接到机座的接线盒中，定子绕组接成星形或三角形。