高二物理选修3-25-4变压器LCK.ppt

5.4 变压器 在输电过程中，电压必须进行调整。 用电器额定工作电压用电器额定工作电压 随身听3V机床上的照明灯36V 扫描仪12V防身器3000V 手机充电器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管12万伏 录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管34万伏 在我们使用的各种用电器中，所需的电我们使用的各种用电器中，所需的电 源电压各不相同，而日常照明电路的电压是源电压各不相同，而日常照明电路的电压是 220V220V，那么如何解决这一问题呢？，那么如何解决这一问题呢？ 生活中需要各种电压生活中需要各种电压 需改变电压，以适应各种不同电压的需要 。 变压器 变压器就是改变交流电压的设备 城乡变压器 各式变压器 可拆式变压器 变电站的大型变压器 观察变压器结构 2.示意图 一、变压器的构造一、变压器的构造 铁芯 原线圈副线圈 3.电路图中符号 铁芯与线圈互相绝缘 n1n2 1.构造： （1）闭合铁芯 （2）原线圈(初级线圈) （3）副线圈(次级线圈) 思考与讨论思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯 上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小 灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。 问题：变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈 接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？ 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能 磁场能 电能转化 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2) 二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 思考：若给原线圈接直流电压U1, 副线圈电压U2 ? =0 互感现象互感现象 思考：思考：原、副线圈的电压与什么因素有原、副线圈的电压与什么因素有 关系？请你根据所学过的知识进行猜想关系？请你根据所学过的知识进行猜想 。 三、变压器的变压规律三、变压器的变压规律 实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系 原线圈副线圈 电压U1匝数n1匝数n2电压U2 数据记录及处理 实验结论 误差允许范围内 思考： 1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量 损耗呢？ 2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变 磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？ 演示：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观 察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。 分析：若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁通量只有一小 部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯 被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大 增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是： 电能磁能电能。铁芯起到了能量转换的作用。 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压 器的特点 ： 理想变压器模型理想变压器模型 没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设 备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97% 99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压 器）是没有问题的。 理想变压器也是一个 理想化模型。 请根据互感原理推导变压器原、副线 圈的电压与匝数的关系。 理论推导 理论分析法 原线圈 E1= 副线圈 = 所以： 原.副线圈两端电压之比等这两个线 圈的匝数比。 即： 与实验结论相同 而 U1U2 1、n2 n1 U2U1升压变压器 2、n2 n1 U2 U1降压变压器 实验和理论分析都表明：理想 变压器原副线圈的电压跟它们的匝 数成正比 1、一台理想变压器原线圈的匝 数为4400匝,与220V的电源相连, 当副线圈接入额定电压为36V的 灯泡时,能够正常发光.则变压器副 线圈的匝数为( ) A、36匝 B、72匝 C、720匝 D、1440匝 C 课堂练习课堂练习 理想变压器输入功率等于输出功率 即: U U1 1 I I1 1 = =U U 2 2I I2 2 P P 入入= = P P出 出 四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律 理想变压器原副线圈的电流跟它们 的匝数成反比 此公式只适用于一个副线圈的变压器此公式只适用于一个副线圈的变压器 2、一理想变压器，原线圈匝数 n1=1100，接在电压220V的交流电源 上，当它对11只并联的“36V,60w”的 灯泡供电时,灯泡正常发光.由此可知 副线圈的匝数n2=_，通过原线圈 的电流 I1 =_。 180180 3A3A 课堂练习课堂练习 一、变压器的构造 1示意图 2符号 二、变压器的工作原理： 1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流 2、能量转化：电能磁场能电能 3、理想变压器： 三、理想变压器的变压、变流规律： 5.4 变压器 小结 P入P出 3、理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=4:1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀 速直线运动切割磁感线时,图中电流表A1的 示数12mA,则电流表A2的示数为( ) A3mA B0 C48mA D与负载R的值有关 B B 课堂练习课堂练习 学以致用，知识延伸学以致用，知识延伸 思考：交流电压表有一定的量度范围，它 的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的 电压。如何测量高压线上的交流电压？ 五、几种常用变压器 1.自耦变压器 U2U1 A B P U1 U2 n1 n2 升压变压器 n1 n2 U1 U2 降压变压器 问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器 ？ 自耦变压器的 原副线圈共用一 个线圈 2.互感器 A