高中物理 5.4 变压器资料（讲授式）同课异构课件 新人教版选修3-2.ppt

第五章交变电流,学案4变压器,照明灯电压-220伏机床上照明灯-36伏半导体收音机电源电压不超过10伏大型发电机交流电压-几万伏远距离输电-几十万伏电视机显像管却需要10000V以上电压交流便于改变电压，以适应各种不同的需要,变压器就是改变交流电压的设备,几种常见的变压器,原线圈,副线圈,铁芯,构造：,（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）,（2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示,（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示,（4）输入电压：U1;输出电压：U2.,一、变压器的原理,电路图中符号,问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？,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？,铁芯与线圈互相绝缘,一、变压器的原理,变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（U2、I2）转化。,原线圈,副线圈,铁芯,互感现象：在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。,一、变压器的原理,-互感现象,理想变压器,无磁损,无铜损,无铁损,一、变压器的原理,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,1,通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的,由互感现象知C正确,理想变压器无漏磁,原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起,二、电压与匝数的关系,研究原副线圈两端电压关系的实验,二、电压与匝数的关系,若不考虑原副线圈的内阻则：U1/U2=n1/n2,二、电压与匝数的关系,即理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比,n2n1U2U1-升压变压器,n2n1U2U1-降压变压器,问题：原副线圈的电流可能满足何规律？,1.理想变压器输出功率应等于输入功率,即:,U1I1=U2I2,I1/I2=U2/U1=n2/n1,P出=P入,二、电流与匝数的关系,2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比,I1/I2=n2/n1,此公式只适用于一个副线圈的变压器,如图所示，一输入电压为220V、输出电压为36V的变压器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A1100,360B1100,180C2200,180D2200,360,2,由U1U2U3n1n2n3可得n1n3U1/U31100匝，n2n1U2/U1180匝,U1,1.输入功率P1由输出功率P2决定；,P1P2,2.U1由电源决定；,3.U2由U1和匝数比决定；,U2n2/n1U1,4.I2由U2和负载决定；,I2U2R,5.I1由I2和匝数比决定；,I1n2/n1I2,三、输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系,如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1600，n2120，电源电压U1220V，原线圈中串联一个0.2A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()A负载功率不能超过44WB副线圈电流最大值不能超过1AC副线圈电流有效值不能超过1AD副线圈电流有效值不能超过0.2A,由P入P出可知P入U1I144W又由U1/U2n1/n2得U244V，故I2不能大于1A，负载功率不超44W.,3,用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则()A变压器输入功率约为3.9WB输出电压的最大值是110VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式0.05sin(100t/2)A,n1:n2=U1:U2=2：1,i0.05sin(100t)A,4,问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？,四、几种常用变压器,1.自耦变压器,升压变压器,降压变压器,自耦变压器的原副线圈共用一个线圈,四、几种常用变压器,2.互感器,电流互感器,电压互感器,使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数,使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数,四、几种常用变压器,四、几种常用变压器,为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图5519所示，两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表，则()An1n2Bn3n4Ca为交流电流表，b为交流电压表Da为交流电压表，b为交流电流表,左图是电压互感器，a为交流电压表，把高电压经过变压器降压后测量，所以n1n2右图为电流互感器，b为交流电流表把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n3n4,5,1.理想变压器在正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是()A每匝线圈中磁通量的变化率B交变电流的频率C原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势,2如图所示，为一理想变压器，原、副线圈匝数比为201，两个标有“12V,6W”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()A120V,0.10AB240V,0.025AC120V,0.05AD240V,0.05A,由U1：U2n1:n2得，U1240V,P1P26W212W,又P1U1I1,可得I10.05A,I2P/U20.1A,由U1U2n1n2,得U1110V,又I1I2n2n1,得I10.2A,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()Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，