高中物理 第六节 变压器课件 粤教版选修32.ppt

6变压器 洗衣机220伏工作电压 彩色电视机显像管十几万伏工作电压 sony 随身听3v工作电压 几种常见的变压器 1 了解变压器的结构及理解变压器的工作原理 重点 2 通过实验 探究变压器原 副线圈中电压与匝数的关系 电流与匝数的关系 并能用它们解决基本问题 3 了解变压器在生活中的应用 电压互感器和电流互感器 几种常见的变压器 但我们国家民用统一供电电压均为220v 那么人们是如何使这些额定电压不是220v的电器设备正常工作的呢 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 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 3 电路图中符号 二 变压器的工作原理 在放映状态下 根据图中文字提示点击播放 原线圈接交流电 在铁芯中产生变化的磁通量 副线圈产生感应电动势 在铁芯中产生变化的磁通量 副线圈有交流电 原线圈产生感应电动势 问题 变压器是如何改变电压的呢 线圈的电压可能与哪些因素有关 请猜想 探究1 副线圈匝数对输出电压的影响 保持原线圈匝数 原线圈电压不变 改变副线圈的匝数 观察输出电压的变化 注意 1 原线圈电压不要超过12伏 2 用多用电表测电压 先用大量程后用小量程 3 设计表格记录结果 1 改变副线圈匝数 交流电压 原线圈匝数恒定 u1 4vn1 0 2 实验过程 4 16 28 探究2 原线圈匝数对输出电压的影响 保持原线圈的电压不变和副线圈的匝数不变 改变原线圈的匝数 观察输出电压的变化 u1 4vn2 0 4 8 2 8 7 2 改变交流电压 原线圈匝数 副线圈匝数恒定 n1 n2 2 1 1 2 3 4 5 误差允许范围内 实验结论 理想变压器 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 以及各种电磁能量损失 这样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 无铜损 铁损 磁损 原 副线圈中通过的磁通量始终相同 无漏磁 因此产生的感应电动势分别是 若不考虑原 副线圈的内阻有 u1 e1u2 e2 三 理想变压器电压与匝数的关系 结论 理想变压器原 副线圈两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 理想变压器输入功率等于输出功率 p入 p出即u1i1 u2i2 四 理想变压器的变流规律 理想变压器原 副线圈的电流之比 跟它们的匝数之比成反比 此公式只适用于一个副线圈的变压器 输入输出电压 电流 功率大小之间的因果关系 i2p出p入i1 电源u1u2 输入电压u1和变压比n1 n2决定输出电压的大小 输出电压和用电器电阻决定输出电流i2的大小 输出电流和变压比决定输入电流i1的大小 输出功率决定输入功率的大小 相同 五 电压互感器和电流互感器 钳形电流互感器 电压互感器 电流互感器 1 互感器原理图 仔细比较两种互感器的连接方式和线圈匝数的多少 例1 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数分别为n1 n2 原线圈加交变电压ul 以下说法正确的是 a s断开时 mn电压最大 on电压为零 b s断开时 mn电压为零 on电压为u1 c s闭合时 mn电压为ul d s闭合 且滑动触头向下滑时 原线圈电流变小 副线圈电流变大 c 例2 如图所示 理想自耦变压器接在电压为u的正弦交流电源上 当开关s接a时 交流电流表与交流电压表的示数分别是i1和u1 当开关s接b时 两表示数分别变为i2和u2 由此可知 a u1 u2 i1 i2b u1 u2 i1 i2c u1 u2 i1 i2d u1 u2 i1 i2 d 例3 如图所示 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 电流表a1的示数是12ma 则电流表a2的示数为 a 2mab 0c 48mad 与负载r的值有关 b 例4 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数之比为n1 n2 4 1 原线圈回路中的电阻a与副线圈回路中的负载电阻b的阻值相等 b端加一交流电压后 两电阻消耗的电功率之比pa pb 两电阻两端的电压之比ua ub 1 16 1 4 例5 2012 重庆高考 如图所示 理想变压器的原线圈接入u 11000sin100 t v 的交变电压 副线圈通过电阻r 6 的导线对 220v880w 的电器rl供电 该电器正常工作 由此可知 a 原 副线圈的匝数比为50 1b 交变电压的频率为100hzc 副线圈中电流的有效值为4ad 变压器的输入功率为880w 解析 选c 因为用电器正常工作 可知电阻rl上的电压是220v 电流4a c正确 副线圈电压244v 所以原 副线圈匝数比 a错误 变压器不改变交变电流的频率 原线圈电压频率50hz 副线圈电压频率还是50hz b错误 变压器输入功率等于输出功率 输出功率大于880w 所以输入功率也大于880w d错误 一 变压器的构造1 示意图2 电路图中符号3 构造 1 铁芯 2 原线圈 3 副线圈 二 变压器的工作原理 1 互感现象 原 副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象2 能量转化 电能 磁场能 电能3 理想变压器 p入 p出 三 理想变压器的变压规律 四 理想变压器的变流规律 仅有一个副线圈 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 36v60 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 将输入电压为220v 输出电压为6v的变压器 改绕成输出电压为30v的变压器 若副线圈原来的匝数为30匝 原线圈匝数不变 则副线圈应增加的匝数是 a 150匝b 120匝c 130匝d 144匝 b 3 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 c 图 b a u增大 i增大 p1增大 c u减小 i减小 p1减小 d u不变 i减小 p1不变 b u不变 i减小 p1增大 4 如图所示 理想变压器的原线圈接高电压 变压后接用电器 线路电阻不计 s原来闭合 且r1 r2 现将s断开 那么交流电压表的示数u 交流电流表的示数i和用电器上r1的功率p1的变化情况分别是 d 5 如图所示 一理想变压器原 副线圈的匝数比为n1 n2 3 1 有四只相同的灯泡连入电路中 若灯泡l2 l3 l4均能正常发光 则灯泡l1 a 也能正常发光b 较另三个灯暗些c 将会烧坏d 不能确定 a 6 2013 广东高考 如图 理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 2 1 和均为理想电表 灯泡电阻rl 6 ab端电压u1 12sin100 t v 下列说法正确的是 a 电流频率为100hzb 的读数为