多彩课堂高中物理 5.4《变压器》课件 新人教版选修32.ppt

第五章 交变电流 第4节 变压器 1 了解变压器的构造 2 了解变压器的工作原理 3 知道变压器的电学规律 4 了解几种类型的变压器 本节课主要是围绕 变压器为什么能改变电压 变压器是怎样改变电压 电流等问题为线索来展开教学过程 采用定性分析和定量相结合 理论推导和实验验证相结合的方法 先使学生理解互感现象 再通过学生探究活动 验证电压与匝数的关系 推导出电压与线圈匝数之间存在的关系 利用列表展示生活中一些不同需求电压的用电器 提出如何将220v照明电路的电压来满足不同需求的问题 引发学生思考 从而导入新课 通过学习 变压器的结构 变压器的工作原理 等实验视频 让学生体会变压器的结构和功能 并让学生探讨出变压器的电学规律 最后 通过例题的讲解 帮助学生掌握变压器输入输出电压 电流 功率大小之间的公式和因果关系 观察如下表格 思考 我国民用统一供电均为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 几种常见的变压器 3 闭合铁芯 绝缘硅钢片叠合而成 1 原线圈 初级线圈 接电源 2 副线圈 次级线圈 接用电器 一 变压器的构造 变压器的结构 副线圈 原线圈 铁芯 4 原线圈其匝数用n1表示 对应电压为u1 5 副线圈其匝数用n2表示 对应电压为u2 1 变压器副线圈和原线圈电路是否相通 2 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 二 变压器的构变压器的工作原理 变压器工作原理 若给原线圈接直流电压u1 则副线圈电压u2多大 0 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 的转化 如果在能量转化的过程中能量损失很小 能够略去原 副线圈的电阻 即没有任何能量损失的变压器我们称之为理想变压器 这是物理学中又一种理想化模型 理想变压器 若不考虑原副线圈的内阻有u1 e1u2 e2 原 副线圈中产生的感应电动势分别为 三 理想变压器的电学规律 1 理想变压器的变压规律 n2 n1u2 u1 升压变压器 n2 n1u2 u1 降压变压器 2 理想变压器功率规律 即 u1i1 u2i2 p出 p入 输出功率等于输入功率 3 理想变压器的电流规律 此公式只适用于一个副线圈的变压器 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 b 有多个副线圈的理想变压器的电流关系 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 由p出 p入得 2 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 6v9w 12v12w 的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光 求 1 n2 1320匝n3 72匝 2 i1 0 095a 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 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 1 自耦变压器 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 2 互感变压器 1 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 36v60w 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 180 3a 2 钳形电流表的外形和结构如图甲所示 图甲中电流表的读数为1 2a 图乙中用同一电缆线绕了3匝 则 a 这种电流表能测直流电流 图乙的读数为2 4ab 这种电流表能测交流电流 图乙的读数为0 4ac 这种电流表能测交流电流 图乙的读数为3 6ad 这种电流表既能测直流电流 又能测交流电流 图乙的读数为3 6a c 3 为了保证用电安全 家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关 如图所示是保护开关的电路原理简图 问 1 电路正常工作时 b线圈是没有电流的 原因是什么 2 如果站在地上的人不小心接触火线时 b线圈为什么会产生感应电流 答案 1 电流互感器a侧两线圈完全相同 流过两线圈的电流大小相等 方向相反 它们产生的磁场相互抵消 b侧线圈磁通量总为零而不变 线圈中不产生感应电流 2 火线的电流有一部分流经人体 经大地流回发电厂 a侧两线圈电流大小不等 产生 剩余电流 在铁芯中产生变化的 剩余磁通 b侧线圈中磁通量发生变化 线圈中产生感应电流 a u增大 i增大 p1增大b u不变 i减小 p1增大c u减小 i减小 p1减小d u不