如果初级电压为35伏,次级绕组的次级绕组有4500匝,则计算变压器的次级绕组输出的电压,初级绕组有355圈。
V.中学=
计算本变压器电路中的负载电流和负载电压:
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一世加载= V.加载=
一世加载= 23.77 mA v加载= 8.318 V.
大多数变压器问题都不只有比率,但有些学生发现难以处理的比例。这样的问题很好,因为学生在教室的前面拿到董事会并展示他们如何获得结果。
如果初级绕组有1150圈,则计算变压器的次级绕组中所需的次级绕组中所需的次级绕组所需的次数,使初级电压为180伏的二次电压。
N.中学=
N.中学= 690转
大多数变压器问题都不只有比率,但有些学生发现难以处理的比例。这样的问题很好,因为学生在教室的前面拿到董事会并展示他们如何获得结果。
预测该电路中所有元件的电压和电流将如何因下列故障而受到影响。独立考虑每一个故障(即一次一个,不存在多个故障):
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对于这些条件中的每一个,解释为什么将发生产生的效果。
这个问题的目的是接近电路故障诊断从知道错误是什么,而不是只知道症状是什么。虽然这不一定是一种现实的角度,但它可以帮助学生建立诊断来自经验数据的故障电路所需的基础知识。其他问题(最终)应由其他问题遵循(最终),要求学生根据测量确定可能的故障。
假设1200匝围绕铁箍的一部分缠绕,并且3000圈缠绕在同一箍的另一部分。如果1200匝线圈通电,则用15伏AC(RMS),3000圈线圈的末端将出现多少电压?
37.5伏安,RMS。
变压器绕组计算只是在数学比率的运动中。如果您的学生在其比率技能中不强,则该问题提供了锐化它们的申请!
如果初级电压为230伏,则通过初级电压计算变压器的次级绕组输出的电压,二次绕组具有290匝,初级绕组具有1120圈。
V.中学=
V.中学= 59.6伏特
变压器绕组计算只是在数学比率的运动中。如果您的学生在其比率技能中不强,则该问题提供了锐化它们的申请!
计算此变压器电路中的源电流和负载电流:
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一世来源= I.加载=
一世来源= 187.5 ma i加载= 72.73 ma.
大多数变压器问题都不只有比率,但有些学生发现难以处理的比例。这样的问题很好,因为学生在教室的前面拿到董事会并展示他们如何获得结果。
如果一圈绝缘的电线缠绕在铁芯上,则应使用电感将形成。即使电线具有可忽略的阻力,通过来自AC源的线圈的电流也会受到电感抵抗的限制(xL.)线圈,作为铁芯中的磁通量来回振荡以诱导计数器EMF:
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绘制铁芯内与瞬时外加电压(v)对应的瞬时磁通量(φ)波形,如图所示:
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有一个简单的公式(尽管包含一个导数项)描述瞬时磁通(φ)和瞬时感应电压(v)之间的关系。你的学生应该知道它是什么,它应该被应用到这个问题!
如果我们通过振荡激励电感器的线圈(AC.)电压,我们将在电感器芯中产生一个振荡的磁通量:
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如果我们将第二个线圈缠绕在与第一(电感器)线圈相同的磁芯周围的线圈,我们设置了存在互感的情况:通过一个线圈的电流的变化会引起另一个线圈的电压,并且Visa Versa。显然,这将导致在第二线圈中引起的交流电压:
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给这样的设备提供了哪些名称,其中两个线圈的电线共享常见的磁通量?此外,将磁通波形和次级(感应的)电压波形绘制在与主要(施加的)电压波形相同的图表上:
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此设备被称为a变压器。
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注:v的相对振幅P.和vS.是任意的。我在不同的幅度下画出它们,以便读者的利益:因此两个波形不会完全重叠并彼此无法区分。
向您的学生询问必须进行次级线圈,以真正产生大于所施加的(初级)线圈电压的电压。如何产生小于主要电压的二次电压?
这里示出的是变压器的示意图,其在初级绕组电压处于正()峰值的时间的确切时刻,
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确定负载的电压极性电阻器在这个确切的时刻,以及电流的方向在每个绕组。
这点火线圈汽油供电的内燃汽车发动机是变压器的示例,但它不是通过交流电流供电。解释变压器如何在电力上运行不是AC:
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在该电路中失败了,因为当开关关闭时,灯泡不会亮起:
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什么类型的变压器故障会导致这样的问题,以及如何使用a验证万用表吗?
最常见的变压器故障导致问题如此打开绕组。这很容易使用万用表检查(我会让你回答这个问题!)。
当然,这个电路中与变压器无关的故障也会阻止灯泡照明。如果时间允许,最好和你的学生一起分析一些失败的情况,让他们尽可能高效地找到问题的根源。
工业的控制电源变压器用于将480或240伏下降到继电器控制电路更容易接受的水平:通常120伏特。一些控制电力变压器采用多个初级绕组构建,便于连接480伏或240伏电源电源:
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这种变压器通常被宣传为具有“240×480”的初级绕组,表示具有四个连接点的两个独立绕组的“×”符号(H1到H4)。
在下面的插图上显示240伏操作所需的四个“H”端子上的四个“H”端子,以及480伏操作:
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这种类型的变压器是非常在工业控制系统中很常见。与您的学生讨论为什么初级绕组端子被布置,因为它们(H1-H3-H2-H4),以促进近端跳线与金属夹。
如果一个隔离变压器(在一次和二次线圈中有相同匝数的变压器)连接在交流电源和交流负载之间,我们将在电源和负载两端测量相同的电压和相同的电流:
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如果我们通过负载耗散的源和功耗计算电源,则值相同:420瓦(P = IV)。
现在假设我们分析一个包含a的电路僵局变压器(辅助线圈中的次级线圈中有更多的电线)。通过升压变压器,负载电压将大于电源电压。在此示例中,我显示了一个具有1:2步率的升压变压器:
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假设负载电阻与第一个(隔离变压器)电路完全不同,你能推断出这个电路中的负载电流和功率(电源和负载)吗?负载电流是否小于源电流?负载电流是否大于源电流?负载功率是否大于电源功率?解释你的答案。
被称为的基本物理法能量保护规律告诉您所有您需要了解源功率和负载功率!从中,您不仅要能够定性地确定该电路中的负载电流,还可以以相当的精度计算。
我犹豫告诉学生他们可以计算负载电流的唯一原因恰恰是因为它根本没有说明变压器是否“有损”。当然,没有真正的变压器是100%无损的,这是我们在“现实生活”中必须考虑的问题。
我发现,能量守恒的方法不仅对学生有意义,因为他们学习计算变压器的行为,但它是一个极好的加强基本物理定律,一个良好的理解,将有助于他们的整个职业生涯。
计算此变压器电路的所有列出的值:
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解释这是一个僵局那降压, 或者隔离变压器,并解释了从任何变压器中的“次级”绕组中的“初级”绕组区别于任何变压器。
这是一个降压变压器。
大多数变压器问题都不只有比率,但有些学生发现难以处理的比例。这样的问题很好,因为学生在教室的前面拿到董事会并展示他们如何获得结果。
计算此变压器电路的所有列出的值:
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解释这是一个僵局那降压, 或者隔离变压器,并解释了从任何变压器中的“次级”绕组中的“初级”绕组区别于任何变压器。
这是一个僵局变压器。
大多数变压器问题都不只有比率,但有些学生发现难以处理的比例。这样的问题很好,因为学生在教室的前面拿到董事会并展示他们如何获得结果。
注意您的学生升级和降压变压器之间的区别是如何使用的。可以以任何一种方式使用变压器!
在典型的升压或降压变压器中,高压绕组通常使用更精细仪表线而不是低压绕组。解释为什么这是。
高压绕组处理比下压绕组更少的电流。
如果你碰巧有一个变压器,已经被切成两半(通过核心),它将成为一个优秀的演示件的讨论。当学生们看到一个线圈时,它们之间的区别就会立刻显现出来。
机械师上学,在交流电路中播放课程。在了解升压和降压变压器时,他提出了“变形金刚就像电气版的齿轮,具有不同比率”。
该声明的机制意味着什么?究竟是一种“齿轮比”,这是一个准确的变压器类比吗?
正如具有不同牙齿的啮合齿轮,在不同速度和扭矩之间的机械功率之间转换机械功率,电变压器在不同电压和电流水平之间变换功率。
这不仅是一个声音比喻,而且许多机械思想的人很容易涉及!如果您在课堂上有一些机制,请为他们提供有机会解释传动比的概念,以便那些不知道齿轮系统数学的学生。
解释该特殊变压器如何控制灯泡的电源:
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使用变压器可以控制交流电源的有些优点,而不是可变电阻?
注意:类似类型的设备被称为a自耦变压器,它享有AC电源控制与问题所示的可变变压器相同的优点。
该变压器通过在源极和负载之间提供可变电压比来控制灯泡的电力。
它可以有助于为该电路中的变压器提供一些数值示例,用于学生以更好地了解该设备如何控制灯泡功率。提醒您的学生,现代变压器是非常有效的设备,全负荷效率评级通常超过95%。
如果学生问关于Variac,你可以给他们看这张图:
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当然,Variac是一种自动转移器,因此不提供常规变压器的电气隔离。在某些情况下,这可能很重要!
在该变压器电路中,输入电压(120 VAC)在变压器的初级绕组上切换到不同的“水龙头”,以产生不同的降压比。
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虽然可以“点击”变压器的次级绕组以实现不同的输出电压而不是主要的输出电压,但是有一个充分的理由将开关定位在电路的初级侧。确定这种实际原因。
假设电力系统正在向电阻载荷绘制150放大器提供交流电源:
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计算负载电压,负载功率耗散,导线电阻耗散的功率(R金属丝)和整体功率效率(η= p加载/ P.来源)。
现在,假设我们要使用一对完美高效的10:1变压器来缩短电压以进行传输,然后再次返回以便在负载下使用。重新计算该系统的负载电压,负载功率,浪费功率和整体效率:
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简单系统(无变压器):
复杂系统(带变压器):
后续问题:与原始(无变压器)电力系统相比,您可以考虑使用10:1变压器的电路的任何缺点吗?
这样的示例通常阐明使用AC而不是DC在大量电力上传输大量电力的好处,而不是简单地告诉学生改变器在电力系统中使用变压器。即使是变压器中的适度功率损耗(例如,每次3%),这个系统中的整体效率仍然大大更大,而不是完全使用变压器。
在讨论后续问题时,如果你的学生都没有提到安全问题,那么一定要提出安全问题。
分流电阻通常用于测量电力电路中的电流,通过产生一个与电路电流成正比的小电压降。它们在测量交流电路中复杂的电流波形时特别有用,因为它们根本不会使波形失真。
假设你想测量这个电源电路中的电流波形,使用示波器测量分流电阻上的电压降:
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如果你将示波器连接到电源电路,就会发生非常糟糕的事情,比如示波器的接地夹融化,产生很多火花!
更换损坏的探头组件后,随着休闲休息休息,经验丰富的技术人员建议将示波器的电源线插入隔离变压器为了避免将来出现这样的问题。解释什么是隔离变压器,为什么它可以防止短路问题,以及在使用隔离变压器时必须采取什么预防措施。
“隔离变压器”既不向上或向下电压,而是简单地在主绕组和次级绕组之间提供电气隔离。一世n this particular case, an isolation transformer inserted into the oscilloscope’s power circuit breaks a circuit formed by the probe ground clip’s connection with the oscilloscope metal chassis, which in turn is connected to the ground prong on the power cord plug, which is connected to earth ground for safety.
如果以这样的方式使用隔离变压器,它避免了短路问题,但只能以“解开”示波器机箱的成本,使其不安全地触及!
后续问题:确定一种不用隔离变压器就可以安全地使用示波器测量并联电阻电压的方法。
在示波器的情况下,这节课是一个有价值的课程,因为学生肯定会在地面连接通过示波器的底盘接地遇到其电路的问题。有一个示波器和一个欧姆特在课堂上进行讨论是个好主意,这样学生就可以自己测试这些常见的联系。
假设您需要从240伏源供电120伏,600瓦的加热元件。你碰巧手头有几个240V / 120V降压变压器,但每个人只均为400 VA。绘制示意图,示出了如何使用多个变压器如何与120伏负载匹配到240伏源。
解释如何建造一个降压变压器与a不同僵局变压器。
解释如何建设隔离变压器与a不同僵局或降压变压器。
降压变压器的次要转弯较少,而升压变压器具有比主要匝数更多的次要转弯。隔离变压器在两个绕组中具有相等的转弯。
要求您的学生解释初级和次要转弯之间的关系,以及根据互感如何影响电压变换比率。
在计算变压器电路中的电源时,初级和次级电路的功率如何功率(P基本的= V.基本的一世基本的和P中学= V.中学一世中学)相互比较?一个大于另一个吗?如果有,是哪一个,为什么?
理想情况下,P.中学= P.基本的,虽然这个等价永远不会完全正确。在实践中,p中学总是比p一点点基本的。
这个问题最简单的答案是p中学= P.基本的,这是在进行变压器电路计算时的有用原理。即使是不是恰当的,它仍然是检查我们计算的真实性的有用工具。问你的学生为什么这是为什么。
解释为什么改变器广泛用于长距离配电系统。他们借给电力系统有什么优势?
变压器用于逐步上电压,以便在长距离上进行高效的运输,并用于再次将高电压降低,以便使用点使用电路。
让您的学生详细解释答案,而不是重复给出的答案状态。为什么高压功率分布比低压分布更有效?为什么必须跨越使用高电压以进行使用点应用程序?
是否考虑了连接发电厂发电机和高压电线的变压器僵局或降压吗?解释你的答案。
他们被认为是僵局。
要求学生根据电力系统变压器定义“升压”和“降压”。
一种焊枪是用于快速热连接焊接的工具。对于印刷电路板(PCB)应用来说太笨重,它更适合于点对点的接线应用,其中大线将与金属凸耳和其他电线连接。
除了作为一个有用的焊接工具,该设备也是一个优秀的例子降压变压器。解释焊枪的构造如何使用降压变压器(具有非常大的阶跃比!)来在焊锡尖端产生高温。
这个问题最好通过拆卸和检查真正的焊枪来回答。这些工具很容易拆卸和重新组装,所以不应该担心这种勘探造成的损害。虽然不用说,切勿拆卸仍然连接到线路电源的电气设备!
对于缺乏焊枪的学生分开,而且对于那些不想通过不正确的拆卸/重组毁坏工具的人来说,对于那些不正当的拆卸/重组来说,对于那些不难以找到焊枪内部的照片并不难。在检查时,降压变压器组件应该是显而易见的。
这里所示的电路出现问题:即使已知交流电源很好,灯也不会亮起。你知道电路用于工作的正常,所以它的设计正常。它的某些东西失败了:
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确定一个组件或电线故障,可以解释灯泡未照明,并描述如何使用测试设备来验证该故障。
这里有多种可能性,所以我把它留给您来决定!
当然,这个电路中与变压器无关的故障也会阻止灯泡照明。如果时间允许,最好和你的学生一起分析一些失败的情况,让他们尽可能高效地找到问题的根源。
假设降压变压器由于电路的次级(LOAD)侧的意外短路而导致的失败:
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变压器实际上由于短暂的毫无疑问,毫无疑问:看到烟雾来自它,在电路中的电流停止之前短暂。技术人员删除了烧毁变压器,并快速接受绕组的连续性检查,以验证是否已打开失败。她发现的是初级绕组是开放的,但次级绕组仍然是连续的。在这一发现的困惑中,她要求你解释这一切基本的如果确实在电路的次级侧发生,则绕组可能会失败。你打算说什么?变压器一侧的故障如何导致其他待损坏?
短路会导致电流这两个变压器的绕组要增加。
对学生来说,认识到变压器“反映”二次侧到一次侧的负载情况是很重要的,这样电源就“感觉”到各方面的负载。在次要(负载)端发生的事情确实会反映在主要(源)端。
交流电机通过降压变压器接收降低的电压,因此它可以在277伏电源上正常工作:
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经过多年无故障的运行,有些东西失败了。现在,当两个开关都关闭时,电机拒绝操作。一名技术人员在以下测试点之间进行4次电压测量,两个开关都处于“on”位置:
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Complete this expanded table, following the technician’s steps in the same order as the voltage measurements were taken, labeling each component’s status as either “O” (possibly open), “S” (possibly shorted), or “OK” (known to be good). The first row of the table should contain many possible fault labels (because with little data there are many possibilities), but as more measurements are taken you should be able to limit the possibilities. Assume that only one component is faulted.
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主要或次要绕组失败!
随访问题:描述在此电路中将测量的内容,以确定它是否是打开失败的主要或次要绕组。
学生可能会询问为什么我们可以说,在技术人员测量0伏之前,第二个开关和电机都可以正常。当然,我们知道有些东西已经失败了之前测量0伏的点,但这并没有告诉我们这些点后的部件的健康状况!对这个非常好的问题的答案是问题结束时的假设:我们要假设电路中只有一个元件故障。如果2号开关或电机故障断开,仍然不能解释TP4和地之间缺乏电压。一个短路的电机可能会,但随后保险丝就会烧断,导致TP3和地之间的电压为0伏。所以,我们假设电机和开关2一定是好的,因为只有一些其他单个故障可能导致我们正在阅读的测量。
以太网是许多数字设备的流行通信标准,包括个人计算机。最初,以太网旨在成为仅用于输送数字数据的网络标准,而无需电源。然而,在以后,升级到标准允许的直流电源以在相同的线对上传送。IEEE标准802.3AF.是电源超升空标准的一个示例。
这里示出了示意图,示出了两个以太网设备如何通过类别5(“CAT 5”)双绞线电缆连接在一起,在电缆上没有直流电源:
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数字数据由电压脉冲组成,随着时间的推移(AC,基本上),在两组双绞线之间的两个装置之间进行。
下一个示意图显示802.3AF.标准,允许直流电源和数字数据通过相同的电线对进行通信。注意每个设备的变压器使用:
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解释变压器在该系统中提供的功能,以及它们如何允许直流电源通过源电线对进行负载,而不会干扰以太网数据信号,这是AC的。
跟踪从源到负载的直流电流,您将看到由DC导致的变压器核心中有零净磁通量,这意味着变压器不会“看到”所有实用目的的直流电流。
这是一个有趣的变压器应用:隔离直流,允许在不使用过滤网络的情况下进行“电力线载体”系统的形式。
实际上,还有更多的东西802.3AF.标准比第二示意图中所示的标准。本标准还允许在CAT 5电缆中使用另外两对电线作为专用电源导体。为了简单起见,我省略了这个方面。
找到一个或两个真实的变形金刚并将它们带到您上课以获取讨论。在讨论之前,根据您的变压器确定尽可能多的信息:
创造性和有趣的兴奋。