《微课变压器改进》PPT课件.pptVIP

变压器 学习目标 1 知道变压器的构造 知道变压器的工作原理 2 理解理想变压器正常工作时的几个关系 能应用它分析解决有关问题 重点 变压器正常工作时的几个关系及其应用 电击枪 电棒 原理 通过变压器瞬间产生高压脉冲 击晕所接触生物或导致其休克 达到防身目的 利用高压发生器及可充电池供电产生4万伏以上的强电击 使侵犯者产生一种强烈的触电感觉 全身麻木 浑身无力 瞬间丧失作恶能力 而这种高压低流的工作原理是不会造成任何伤害的 照明灯电压 220伏 中国电压标准 机床上照明灯额定电压 36伏随身听额定电压 3伏手机充电器额定电压 3 7 5伏电视机显像管却需要十几万伏电压远距离输电需要几十万伏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 认真阅读课本p40页 p42页回答下列问题 1 变压器的构造如何 变压器的原理是什么 2 原 副线圈不套在闭合铁芯上 是否仍然存在互感现象 3 若从能的转化角度看 变压器是怎样转化和传输能量的 4 变压器工作时有没有能量损失 理想变压器有什么特点 一 变压器的构造 1 示意图 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 原线圈 副线圈 铁芯 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 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 思考 若给原线圈接直流电压U1 副线圈电压U2 U2 0 原线圈接交流电 在铁芯中产生变化的磁通量 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 副线圈产生感应电动势 互感原理 二 变压器的工作原理 1 变压器通过闭合铁芯 利用互感现象实现了 电能 磁场能 电能 U1 I1 变化的磁场 U2 I2 问题 若给原线圈接直流电压U1 副线圈电压U2 探究1 使用可拆变压器有不闭合到闭合 观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化 试分析原因 探究2 做过实验的变压器铁芯用手触摸有什么感觉 说明了什么 触摸变压器的原副线圈有什么感觉 说明什么 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 2 理想变压器 注意 原线圈和副线圈有共同的铁芯 穿过它们的磁通量和磁通量的变化率时刻都相等 三 理想变压器的规律 原 副线圈中产生的感应电动势分别是 E1 n1 1 t1 E2 n2 2 t2 若不考虑原副线圈的内阻则U1 E1U2 E2 磁通量变化率相同 1 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 2 理想变压器输出功率应等于输入功率 即 U2I2 U1I1 P出 P入 3 理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比 此公式只适用于一个副线圈的变压器 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 四 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 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 钳式电流仪 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 课堂练习 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 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 2 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将分别是 D 变压器输入输出电压 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 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 P入 P出 一 变压器的构造1 示意图2 电路图中符号3 构造 闭合铁芯 原线圈 副线圈 二 变压器的工作原理 1 互感现象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及变流规律 四 常用变压器 自耦变压器 互感器 小结 只适用于一个副线圈的变压器 谢谢大家 六 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 例1 一台理想变压器原线圈匝数n1 1100匝 两个副线圈的匝数分别是n2 60匝 n3 600匝 若通过两个副线圈中的电流分别为I2 1A I3 4A 求原线圈中的电流 解析 对于理想变压器 输入功率与输出功率相等 则有I1n1 I2n2 I3n3 I1 I2n2 I3n3 n1 1 60 4 600 1100 2 24A 例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 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