（新课标）2018-2019学年高考物理 主题三 电磁感应及其应用 3.2 交变电流 3.2.3 变压器课件 新人教版选修3-2.ppt

3.2.3变压器,一、变压器的原理1.变压器的构造由_和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图1所示。图1(1)原线圈：与_连接的线圈，也叫_。(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫_。,闭合铁芯,交流电源,初级线圈,次级线圈,2.变压器的工作原理变压器工作的基础是_现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过_线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生_。3.作用改变交变电流的电压，_(选填“改变”“不改变”)交流电的周期和频率。,互感,副,感应电动势,不改变,思考判断(1)变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。()(2)恒定电流接入变压器后也可发生互感现象，也可起到变压作用。()(3)在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致的。()(4)理想变压器可以改变交变电流的频率。()(5)电流通过铁芯从原线圈流到副线圈。(),二、电压与匝数的关系1.理想变压器：没有_的变压器。,3.两类变压器(1)副线圈电压比原线圈电压低的变压器叫_变压器。(2)副线圈电压比原线圈电压高的变压器叫_变压器。4.应用(1)远距离输电中，升压和降压后提供给用户。(2)满足各种不同电压要求的用电设备。,能量损失,匝数,降压,升压,思考判断(1)我们所用的比较好的变压器就是理想变压器。()(2)理想变压器的输入功率和输出功率相等。()(3)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。()(4)变压器能改变所有交变电流的电压。()(5)我们可以根据变压器线圈导线的粗细判断其匝数的多少。(),理想变压器的工作原理及规律,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。,要点归纳,4.功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，有P入P出。,6.变压器的分类图2,易错提醒(1)变压器只能改变交变电流的电压不能在直流电路中使用。(2)原、副线圈的电压、电流发生变化，而频率不变。,例1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A.通有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不相等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,精典示例,解析通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量变化，选项A错误；因铁芯是闭合的，没有漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故选项B错误；由于通过副线圈的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，在副线圈上产生感应电动势，故选项C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈中的电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故选项D错误。答案C,图3,答案B,(1)电压表、电流表示数均为有效值。(2)理想变压器P入P出。(3)变压器不改变频率，即原、副线圈交变电流频率相等。,图4,答案D,理想变压器的动态分析,1.理想变压器的制约条件,要点归纳,(1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。(2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。,例3如图5所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()图5,答案B,动态问题的分析思路,针对训练2(多选)如图6所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()图6A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小,答案BC,1.自耦变压器如图7甲、乙所示是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。图7,几种常见的变压器,要点归纳,调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图丙所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。2.互感器交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器。(1)电压互感器：实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压。(如图8所示)图8,(2)电流互感器：实质是升压变压器，可以把大电流变成小电流。(如图9所示)图9,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10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()图10A.ab接MN、cd接PQ，IabIcdB.ab接MN、cd接PQ，IabIcdC.ab接PQ、cd接MN，IabIcdD.ab接PQ、cd接MN，IabIcd,精典示例,解析电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少，根据电流关系得I1n1I2n2，所以IabIcd，电流表应接在电流较小的一侧，故选项B正确。答案B,针对训练3自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图11所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()图11A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A,答案B,1.(变压器的工作原理)一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列物理量不一定相等的是()A.交流的频率B.电流的有效值C.电功率D.磁通量的变化率,解析变压器可以改变原、副线圈中的电流，因此原、副线圈中的电流不一定有相同的有效值；由于穿过原线圈的磁通量全部穿过副线圈，因而原、副线圈的磁通量变化率一定相同；变压器的工作基础是互感现象，副线圈中感应的交流频率与原线圈中交流频率一定是相同的；理想变压器中P入P出，故选项B正确。答案B,2.(变压器的原理和规律)(多选)如图12所示，理想变压器原、副线圈匝数比为21，电池和交变电源的电动势都为6V，内阻均不计。下列说法正确的是()图12A.S与a接通的瞬间，R中无感应电流B.S与a接通稳定后，R两端的电压为0C.S与b接通稳定后，R两端的电压为3VD.S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为21,答案BC,图13A.电流表的示数为2AB.原、副线圈匝数比为12C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为100Hz,答案AC,4.(自耦变压器)一自耦变压器如图14所示，环形铁芯上只