教科版选修32 第二章第6节变压器 课件（25张）.ppt

2 6变压器 第二章交变电流 送电过程 在输电过程中 电压必须进行调整 各种情况下所需的电压 照明灯电压 220伏机床上照明灯 36伏半导体收音机电源电压不超过10伏电视机显像管却需要10000伏以上电压 需改变电压 以适应各种不同的需要 几种常见的变压器 变压器的结构 变压结构 原 初级 线圈 闭合铁芯 副 次级 线圈 一 变压器的构造与原理 1 示意图 原线圈 副线圈 铁芯 1 闭合铁芯 绝缘硅钢片叠合而成 2 原线圈 初级线圈 与电源相连 其匝数用n1表示 3 副线圈 次级线圈 与负载相连 其匝数用n2表示 4 输入电压 u1输出电压 u2 2 构造 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 4 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 变压器只能工作在交流电路 如果变压器接入直流电路 在铁芯中不会产生交变的磁通量 没有互感现象出现 所以变压器仅工作于交流电路 当变压器的原线圈加上交变电压时 原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量 交变的磁通量穿过原线圈也穿过副线圈 在原副线圈中都产生感应电动势 当副线圈闭合时 在副线圈中就会有交流电通过 这样 虽然原副线圈并不相连 电能却从原线圈通过磁场传输给副线圈 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 二 变压器的电压与匝数的关系 研究原副线圈两端电压关系的实验 连接如下图所示的电路 用多用电表测出变压器的原 副线圈两端电压 并试讨论变压器原 副线圈两端电压的关系 1 实验探究 研究原副线圈两端电压关系的实验 实验结论 理想变压器原 副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比 2 理论分析 原线圈 副线圈 所以 理想变压器原 副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比 即 与实验结论相同 而 即 理想变压器原 副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比 1 当n2 n1时 u2 u1 3 当n2 n1时 u2 u1 2 当n2 n1时 u2 u1 升压变压器 等压变压器 降压变压器 由能量守恒得 化简得出 当变压器在额定负载运行时 原 副线圈中通过的电流跟它们的匝数成反比 三 电流与匝数的关系 在理想情况下 因为变压器本身不消耗能量 时间t内从输入端输入的电能应该等于从输出端输出的电能 即 即 当变压器在额定负载运行时 原 副线圈中通过的电流跟它们的匝数成反比 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 应当使用较粗的导线绕制 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法 注意 此公式只适用于一个副线圈的变压器 理想变压器的变流规律 1 理想变压器输入功率等于输出功率 能量守恒 即 u1i1 u2i2 p入 p出 也可写成 2 理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比 提示注意 变压器的电动势 电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立 而电流关系只适用于有一个副线圈的变压器 若为多个副线圈的变压器 电流和匝数的关系要从功率关系导出 变压器的电动势关系 电压关系 电流关系是有效值 或最大值 间的关系 在某一瞬时其关系不成立 变压器虽能改变电压 电流 但不能改变功率和频率 输入功率总等于输出的总功率 次级交变电流的频率总等于初级交变电流的频率 四 有多个副线圈的理想变压器的问题 原线圈匝数为n1 两个副线圈的匝数为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 五 变压器中u i p的决定关系 1 u1由电源决定 输出电压u2由u1和匝数比决定 u2与负载r无关 3 输出电流i2由u2和负载决定i2 u2 r输入电流i1由i2决定 2 输入功率p1由输出功率p2决定 p1 p2 注意 若副线圈空载 输出电流为零 输出功率为零 则输入电流为零 输入功率也为零 u1 六 几种常用的变压器 自耦变压器 1 特点 铁芯上只有一个线圈 其中有一部分的线圈为原 副线圈共用 2 自耦变压器可以降压 也可以升压 3 调压变压器是一种自耦变压器 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 互感器互感器也是一种变压器 它可以把不能直接测量的高电压 大电流变换成低电压 小电流后再测量 1 电压互感器 把高电压变成低电压 变压比u1 u2 在电路中的连接如右图所示 电压互感器 2 电流互感器 把大电流变成小电流 变流比i1 i2 在电路中的连接如下图所示 电流互感器