变压器PPT专业课件.ppt

1 5 4 变压器 2 但我们国家民用统一供电均为220V 那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢 3 几种常见的变压器 4 一 变压器的构造 1 示意图 原线圈 副线圈 铁芯 2 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 5 3 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 6 二 变压器的工作原理 互感现象 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 若给原线圈接直流电压 U副线圈电压U2 7 闭合铁芯实现了电能 磁场能 电能的转换 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁芯 使能量在转换过程中损失很小 为了便于研究 物理学中引入了一种理想化模型 理想变压器 下面我们定量分析理想变压器的变压规律 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压器 8 研究原副线圈两端电压关系的实验 9 三 理想变压器的变压规律 原 副线圈中产生的感应电动势分别是 E1 n1 t E2 n2 t E1 n1 E2 n2 原线圈回路有 U1 E1 I1r1 0 则U1 E1 副线圈回路有 E2 U2 I2r2 U2 则U2 E2 若不考虑原副线圈的内阻 则U1 E1 U2 E2则 U1 U2 n1 n2 10 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 n2 n1U2 U1 升压变压器 n2 n1U2 U1 降压变压器 U1 U2 n1 n2 11 四 理想变压器的变流规律 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 12 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 变压器工作时 高压线圈匝数多而通过的电流小 可用较细的导线绕制 低压线圈匝数少而通过的电流大 应当用较粗的导线绕制 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法 此公式只适用于一个副线圈的变压器 13 U1 输入输出电压 电流 功率大小之间的因果关系 1 输入功率P1由输出功率P2决定 P1 P2 2 U1由电源决定 3 U2由U1和匝数比决定 U2 n2 n1 U1 4 I2由U2和负载决定 I2 U2 R 5 I1由I2和匝数比决定 I1 n2 n1 I2 14 例1 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 A 3mAB 0C 48mAD 与负载R的值有关 解析 变压器只能工作于交流电路 不能工作在恒定电流和恒定电压的电路 导体棒向左匀速切割磁感线时 在线圈n1中通过的是恒定电流 不能引起穿过线圈n2的磁通量变化 在副线圈n2上无感应电动势出现 所以A2中无电流通过 15 C 例题2 钳形电流表的外形和结构如图 a 所示 图 a 中电流表的读数为1 2A 图 b 中用同一电缆线绕了3匝 则A 这种电流表能测直流电流 图 b 的读数为2 4AB 这种电流表能测交流电流 图 b 的读数为0 4AC 这种电流表能测交流电流 图 b 的读数为3 6AD 这种电流表既能测直流电流 又能测交流电流 图 b 的读数为3 6A 16 五 几种常用变压器 1 自耦变压器 升压变压器 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 17 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 18 六 解决有多个副线圈的理想变压器的问题 一个原线圈多个副线圈的理想变压器 原线圈匝数为n1 两个副线圈的匝数分别为n2和n3 相应的电压分别为U1 U2和U3 相应的电流分别为I1 I2和I3 根据变压器的工作原理可得 19 20 例3 如图所示 理想变压器的交流输入电压U1 220V 有两组副线圈 其中n2 36匝 标有 6V 9W 12V 12W 的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光 求 1 原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3 2 原线圈的电流I1 解 1 由于两灯均正常发光 所以有 U2 6V U3 12V根据原 副线圈电压与匝数的关系 有 U1 U2 n1 n2n1 U1n2 U2 1320匝 U3 U2 n3 n2 n3 U3n2 U2 72匝 2 根据能量守恒 有P入 P出 即I1U1 P2 P3 则I1 P2 P3 U1 0 095A 21 练习1 如图所示 理想变压器的原线圈接上220V交流电压 副线圈有A B两组 A组接4 的电阻 B组接规格为 10V24W 的灯泡 已知A组的线圈匝数为30匝 两端电压为6V 灯泡正常发