第 五 章 理 想 變 壓 器 重 點(diǎn) 、 難 點(diǎn) ： 理 想 變 壓 器 電 路 分 析 電 子 工 程 學(xué) 院 5 1 理 想 變 壓 器 理 想 變 壓 器 是 根 據(jù) 鐵 心變 壓 器 的 電 氣 特 性 抽 象 出 來的 一 種 理 想 電 路 元 件 。 在 鐵心 變 壓 器 一 次 側(cè) (初 級(jí) )加 上交 流 電 壓 信 號(hào) 時(shí) ， 二 次 側(cè) (次級(jí) )可 以 得 到 不 同 電 壓 的 交 流信 號(hào) 。 電 子 工 程 學(xué) 院 理 想 變 壓 器 的 電 壓 電 流 關(guān) 系 為 ：參 數(shù) n稱 為 變 比 。“ ” :同 名 端 ， 當(dāng) u1和 u2的 + 端 均 選 在 標(biāo)有 點(diǎn) 的 端 鈕 上 時(shí) ， 表 示 u1和 u2極 性 相 同 。 )25( )15( 12 21 nii nuu 電 子 工 程 學(xué) 院 理 想 變 壓 器 的 符 號(hào) 如 圖 所 示當(dāng) 變 壓 器 的 極 性 改 變 時(shí) )45( )35(12 21 nii nuu 電 子 工 程 學(xué) 院 表 征 理 想 變 壓 器 端 口 特 性 的 VCR方 程 是 兩 個(gè) 線 性 代 數(shù) 方程 ， 因 而 理 想 變 壓 器 是 一 種 線 性 雙 口 電 阻 元 件 。 它 既 可 工作 于 交 流 又 可 工 作 于 直 流 ， 對(duì) 電 壓 、 電 流 的 頻 率 和 波 形 沒有 任 何 限 制 。 與 實(shí) 際 變 壓 器 不 同 。 )25( )15( 12 21 nii nuu ( )( )1 22 1 5 3 5 4u nui ni 電 子 工 程 學(xué) 院 1 理 想 變 壓 器 既 不 消 耗 能 量 ， 也 不 儲(chǔ) 存 能 量 ， 在任 一 時(shí) 刻 進(jìn) 入 理 想 變 壓 器 的 功 率 等 于 零 ， 即理 想 變 壓 器 的 基 本 性 質(zhì) ： 012122211 niuinuiuiup從 初 級(jí) 進(jìn) 入 理 想 變 壓 器 的 功 率 ， 全 部 傳 輸 到 次 級(jí) 的負(fù) 載 中 ， 它 本 身 既 不 消 耗 ， 也 不 儲(chǔ) 存 能 量 。 電 子 工 程 學(xué) 院注 意 ： 與 同 名 端 位 置 無 關(guān) ， 與 電 壓 電 流 的 關(guān) 聯(lián) 方 向有 關(guān) 用 外 加 電 源 法 求 得 圖 示 單 口 網(wǎng) 絡(luò) 的 輸 入 電 阻 為 )55( 22 222211i RniunninuiuR2 電 阻 變 換 特 性 電 子 工 程 學(xué) 院 例 5 1 求 圖 5-3所 示 單 口 網(wǎng) 絡(luò) 的 等 效 電 阻 Rab 圖 5 3 解 ： 先 求 理 想 變 壓 器 的 次 級(jí) 負(fù)載 電 阻 k5k36 363 LR k25k52k5 2abR圖 5 3 電 子 工 程 學(xué) 院 例 5 2 電 路 如 圖 5-4所 示 。 欲 使 負(fù) 載 電 阻 RL=8得 最 大 功率 ， 求 理 想 變 壓 器 的 變 比 和 負(fù) 載 電 阻 獲 得 的 最 大 功 率 。 解 ： 理 想 變 壓 器 端 接 負(fù) 載 電 阻 RL時(shí)的 等 效 電 阻 為 L2i RnR 根 據(jù) 最 大 功 率 傳 輸 定 理 ， Ri獲得 最 大 功 率 的 條 件 是 oL2i RRnR 求 得 108800Lo RRn mW25.1W8004 24 2o2ocmax Rup 電 子 工 程 學(xué) 院 例 5 3 求 圖 5-5(a)所 示 單 口 網(wǎng) 絡(luò) 的 等 效 電 阻 Rab 解 ： 理 想 變 壓 器 的 方 程 為 ： 2112 3 3 iiuu 用 外 加 電 源 法 求 等 效 電 阻2 1 3 3 1A 1A 2 2u ui 2.0A5V1 ab iuR24 3 A 1A3 3ui 2 3 4 2A i i i 1 23 6A i i 1 3 6A 1A 5Ai i i 電 子 工 程 學(xué) 院 例 5-4 用 結(jié) 點(diǎn) 分 析 法 再 求 圖 5-5(a)所 示 單 口 網(wǎng) 絡(luò) 的 等 效 電 阻 。 圖 5 5 解 ： 采 用 外 加 電 流 源 計(jì) 算 端 口 電 壓的 方 法 求 等 效 電 阻 。解 一 ： 增 加 理 想 變 壓 器 電 流 i1和 i2變 量 來 列 寫 結(jié) 點(diǎn) 方 程 ： 0312121 2121 221 S121 iuu iiuu 補(bǔ) 充 理 想 變 壓 器 的 VCR方 程 ： 21 12 33 ii uu 2.0S1i iuR求 解 方 程 可 以 得 到 電 子 工 程 學(xué) 院 解 法 二 ： 根 據(jù) 理 想 變 壓 器 的 VCR方 程 ： 2112 3 3 iiuu 用 兩 個(gè) 相 應(yīng) 的 受 控 源 代 替 理 想 變 壓 器 的 兩 條 支 路 ， 得 到 圖 (b)圖 5 6 221 S221 312121 32121 iuu iiuu 代 入 12 3uu 可 解 得 2.0S1i iuR列 出 結(jié) 點(diǎn) 方 程 ：