2018版高中物理第4章远距离输电4.2变压器课件鲁科版.pptx

第4章,远距离输电,第2讲 变压器,目标定位,1.了解变压器的构造，理解变压器的工作原理. 2.理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题. 3.了解自耦变压器的工作原理.,一、变压器的结构 1.构造：主要由闭合的 和绕在铁芯上的两个或两个以上的 (绕组)组成.,铁芯,线圈,2.物理量：(1)与电源相连的线圈叫 ，与负载相连的线圈叫 . (2)原线圈两端的电压叫 ，用符号U1表示；副线圈两端的电压叫 ，用符号U2表示. 3.分类：按输出电压的升降，变压器分为 和 .,原线圈或初级线圈,副线圈或次级线圈,输入电压,输出电压,升压变压器,降压,变压器,二、变压器的工作原理 1.工作原理： 是变压器工作的基础. 2.理想变压器：在理想变压器中，通过原、副线圈的变化磁通量相同，在原、副线圈上每匝产生的 相同.,互感现象,感应电动势,三、变压器电压与匝数的关系,四、自耦变压器,1.特点：是只有 绕组的变压器.,1个,2.作用：(1)这个绕组可以当做原线圈接电源，而绕组的一部分当做副线圈接负载，成为 变压器. (2)可以将绕组的一部分当做原线圈接电源，而将整个绕组当做副线圈接负载，成为 变压器.,降压,升压,想一想 1.把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连接到交流电源的两端，另一个线圈连接到小灯泡上(如图1所示)，小灯泡能发光吗？为什么？,图1,答案 能.当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.,想一想 2.若把交流电源改为蓄电池，小灯泡发光吗？ 答案 不发光.,一、变压器“变压”的原理 电压与匝数的关系,2.变压器的变压关系,3.原、副线圈的地位 (1)原线圈在其所处回路中充当负载. (2)副线圈在其所处回路中充当电源. 4.变压器不改变交流电的频率,例1 关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等 C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈,BC,二、理想变压器的功率关系和电流关系 1.理想变压器的特点 (1)变压器铁芯内无漏磁，无发热损失. (2)原、副线圈不计内阻，即无能量损失. 2.理想变压器的功率关系 从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，P入P出.,3.电流关系,(2)当有多个副线圈时，由U1I1U2I2U3I3，得n1I1n2I2n3I3 4.电压、电流、功率的制约关系 (1)电压制约：输入电压U1决定输出电压U2. (2)功率制约：P出决定P入，这体现了能量守恒的特点. (3)电流制约：输出电流I2决定输入电流I1.,例3 如图3所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1n2n31051，其中n1接到220 V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路.已知通过电阻R3的电流I32 A，电阻R2110 ，求通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1.,图3,解析 由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R2上的电压,根据输出功率等于输入功率得：U1I1U2I2U3I3 代入数据解得通过原线圈的电流为：I10.7 A.,答案 1 A 0.7 A,三、几种常见的变压器 1.自耦变压器 如图4所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用.,图4,2.电压互感器 (1)构造：小型降压变压器，如图5甲所示. (2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表，为了安全，外壳和副线圈应接地. (3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压.,图5,3.电流互感器 (1)构造：小型升压变压器，如图乙所示. (2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表.为了安全，外壳和副线圈应接地. (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流.,例4 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图6所示，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则( ) A.ab接MN、cd接PQ，IabIcd B.ab接MN、cd接PQ，IabIcd C.ab接PQ、cd接MN，IabIcd D.ab接PQ、cd接MN，IabIcd,图6,解析 根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得ab接MN、cd接PQ，IabIcd，故B正确. 答案 B,变压器原理分析 1理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的是( ) A穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是101 B穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101 D正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为11,解析 对于理想变压器，认为无磁通量损失，因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同，磁通量的变化率相等，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比，故A、C错误，B正确；理想变压器没有能量损失，故输入功率等于输出功率，故D正确 答案 BD,理想变压器基本规律的应用 2.理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( ) A.I1由I2决定 B.U2与负载有关 C.P1由P2决定 D.以上说法都不正确,AC,3. 如图7所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是( ) A.120 V,0.10 A B.240 V,0.025 A C.120 V,0.05 A D.240 V,0.05 A,图7,答案 D,互感器的应用 4.如图8所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1n21 0001，n3n41100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10