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变压器功率和效率探究

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:功率损失有铜损和铁损两部分。铁损是交变的主磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗。变压器工作时,主磁通基本不变,因此铁损基本是不变的。铁损决定于变压器的额定电压,并与频率有关。可见,输入功率与输出功率之差就是变压器所损耗的功率。某一变压器的二次电压U2=20V,在接有电阻性负载时,测得二次电流为I2=5.5A,变压器的输入功率为135W,试求变压器的效率及损耗的功率。

变压器功率和效率探究

1.变压器功率

应用已学的知识,可得变压器一次绕组的输入功率为

P1=U1I1cosφ1

式中 U1——一次电压,单位为V;

I1——一次电流,单位为A;

φ1——一次电压与一次电流的相位差,单位为rad;

P1——电源输入变压器一次绕组的功率,单位为W。

变压器二次绕组的输出功率(负载获得的功率)为

P2=U2I2cosφ2

式中 U2——二次电压,单位为V;

I2——二次电流,单位为A;

φ2——二次电压与二次电流的相位差,单位为rad;

P2——变压器二次绕组的输出功率,即负载获得的功率,单位为W。(www.xing528.com)

变压器工作时,必然有功率损失。功率损失有铜损和铁损两部分。铜损是电流在一次绕组、二次绕组电阻上损耗的功率。负载变化时,一次电流、二次电流要相应地变化,铜损也随之变化。铁损是交变的主磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗。变压器工作时,主磁通基本不变,因此铁损基本是不变的。铁损决定于变压器的额定电压,并与频率有关。铜损和铁损可以通过计算求出或用实验方法测量。

可见,输入功率与输出功率之差就是变压器所损耗的功率。变压器损耗的功率包括铜损和铁损两部分,即

ΔP=PCu+PFe=P1-P2

2.变压器的效率

机械效率的意义相同,变压器的效率是其输出功率P2与输入功率P1的比值,一般记作百分数,用字母η表示为

由于变压器的铜损和铁损都很小,所以它的效率很高,大容量变压器的效率可达98%~99%,小容量变压器的效率为70%~80%。

【例7-3】某一变压器的二次电压U2=20V,在接有电阻性负载时,测得二次电流为I2=5.5A,变压器的输入功率为135W,试求变压器的效率及损耗的功率。

解:二次绕组负载获得的功率为

P2=U2I2cosφ2=20×5.5×1W=110W

变压器的效率为

变压器损耗的功率为

ΔP=P1-P2=(135-110)W=25W

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