江苏省徐州市铜山县夹河中学高二物理《5.4变压器》课件2.ppt

5 4变压器 第五章交变电流 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 生活中需要各种电压 需改变电压 以适应各种不同电压的需要 思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上 一个线圈连到电源的两端 1 恒定直流 2 正弦交流另一个线圈连到小灯泡上 小灯泡可能发光吗 变压器的结构 1 示意图 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表示与交变电源相连 3 副线圈 次级线圈 其匝数用n2表示与负载相连 4 输入电压u1输出电压u2 一 变压器的构造 原线圈 副线圈 铁芯 u1 u2 2 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 副线圈是否产生电压u2 铁芯与线圈互相绝缘 变压器为什么能改变电压 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 二 变压器的工作原理 互感现象 副线圈有交流电 原线圈产生感应电动势 互感现象 变压器通过闭合铁芯 利用互感现象实现了 电能 磁场能 电能转化 u1 i1 变化的磁场 u2 i2 二 变压器的工作原理 若给原线圈接直流电压u1 副线圈电压u2 0 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压器的特点 三 理想变压器 没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的 特别是电力设备中的巨大变压器 在满负荷工作时效率可以达到97 99 所以理论研究时我们把它当成100 理想变压器 是没有问题的 三 理想变压器 没有能量损失的变压器 p入 p出 输入功率等于输出功率 线圈两端的电压与线圈匝数有什么关系 四 理想变压器的变压规律 猜测 交流电压 原线圈匝数 副线圈匝数 实验 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 方法 控制变量法 1 改变副线圈匝数 交流电压 原线圈匝数恒定 u1 20vn1 0 4 实验过程 2 改变原线圈匝数 交流电压 副线圈匝数恒定 u1 20vn2 0 2 3 改变交流电压 原线圈匝数 副线圈匝数恒定 n1 n2 1 2 n1 0 1 n2 0 2 实验结论 误差允许范围内 误差产生原因 能量在铁芯及原副线圈处有损耗 问题 请应用法拉第电磁感应定律 推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系 理论推导 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 四 理想变压器的变压规律 1 n2 n1u2 u1 升压变压器 3 n2 n1u2 u1 降压变压器 2 n2 n1u2 u1 等压变压器 理想变压器原副线圈的端电压跟它们的匝数成正比 理想变压器输入功率等于输出功率 即 u1i1 u2i2 p入 p出 五 理想变压器的变流规律 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 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 六 课堂练习 2 一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝 与220v的电源相连 当副线圈接入额定电压为36v的灯泡时 能够正常发光 则变压器副线圈的匝数为 a 36匝b 72匝c 720匝d 1440匝 c 一 变压器的构造1 示意图2 符号 二 变压器的工作原理 1 互感现象 变压器只能改变交流电的电压和电流2 能量转化 电能 磁场能 电能3 理想变压器 三 理想变压器的变压 变流规律 5 4变压器小结 p入 p出 3 如图是一个理想变压器的电路图 若a b两点接交流电压u时 五个相同的灯泡均正常发光 则原 副线圈的匝数比为 a 5 1b 1 5c 4 1d 1 4 解 设灯泡正常发光的电流为i 则原 副线圈的电流分别为i和4i 如图示 所以原 副线圈的匝数比为4 1 c 七 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