变压器PPT课件

第4节变压器 复习 1 电感和电容对交变电流也存在阻碍作用 分别用感抗XL 2 fL和容抗XC 1 2 fC 表示 2 电感和电容对交流的阻碍作用的大小不仅与电感 电容本身有关 还跟交流的频率有关 电感 通 阻 通 阻 电容 通 隔 通 阻 3 实际应用 扼流圈 直流 直流 交流 交流 低频 低频 高频 高频 从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同 可我们国家民用统一供电均为220V 那这些电器设备怎样才能正常工作呢 请看一组数据 能提供不同交变电压的设备 变压器 一 变压器三大部件 电路符号 现代社会输电过程示意图 思考与讨论 另一个线圈连到额定电压为3 8V的小灯泡上 小灯泡可能发光吗 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯 一个线圈连到学生电源的两端 分别通以两种电流 1 恒定直流电 2 正弦交流电 请同学们判断并判断分析其原因 二 变压器的工作原理 1 原线圈内通直流电 副线圈内感应电流 2 原线圈内通交流电 副线圈内感应电流 3 原线圈内变化的电流在铁芯内产生变化的磁场 副线圈同样处在铁芯的磁场内 将产生感应电流 互感现象 4 铁芯中的磁场 由原 副线圈分别产生后叠加形成 所以铁芯两边的磁场变化是一样的 即 t相同 忽略磁场能的损失 无 有 三 理想变压器的规律 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 三 理想变压器的规律 1 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关系是 2 若忽略两线圈的内阻 且线圈内电流都很小 则有 三 理想变压器的规律 结合公式 得出 说明 此公式只适用于一个副线圈的变压器的情形 如有多个副线圈 只能按照能量守恒的原则来计算 四 理想变压器的原 副线圈的基本关系 讨论 如何实现用变压器升高或降低电压 变压器由两个线圈组成 一个为原线圈 另一个为副线圈 这两个线圈的电压不同 作为高压线圈的匝数多 通过的电流小 根据焦耳定律和节材原则 应用较细的导线绕制 作为低压线圈的匝数少 通过的电流大 根据焦耳定律和节能原则 应当用较粗的导线绕制 因此 我们打开变压器时看到两个线圈粗细不同 用粗导线绕制 匝数少的线圈为低压线圈 用细导线绕制 匝数多的线圈为高压线圈 千万不能接错线圈 课堂练习 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 3 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 36V 60w 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 一台理想降压变压器接入10kV的线路中降压并提供200A的负载电流 已知两个线圈的匝数比为40 1 则变压器的原线圈电流 输出电压及输出功率是 A 5A 250V 50kWB 5A 10kV 50kWC 200A 250V 50kWD 200A 10kV 2 103kW A 4 如图所示 理想变压器的初级线圈接交流电源 次级线圈接阻值为R的负载电阻 若与初级线圈连接的电压表V1的示数为U1 与次级线圈连接的电压表V2的示数为U2 且U2 U1 则以下判断中正确的是 A 该变压器输入电流与输出电流之比为U1 U2B 该变压器输入功率与输出功率之比为U2 U1C 通过负载电阻R的电流I2 U2 RD 通过初级线圈的电流I1 U22 U1R 课堂练习 CD 5 如图所示 理想变压器的输入端电u 311sin100 t V 原副线圈的匝数之比为n1 n2 10 1 若图中电流表读数为2A 则 A 电压表读数为220VB 电压表读数为22VC 变压器输出功率为44WD 变压器输入功率为440W BC 难点突破 难点一 多个副线圈问题 例题1 如图所示 理想变压器原线圈的匝数为1000匝 两个副线圈的匝数分别为n2 50匝和n3 100匝 L1是 6V2W 的小灯泡 L2是 12V4W 的小灯泡 当n1接上交流电压时 L1 L2都正常发光 那么 原线圈中的电流为 例题2 如图所示 理想变压器有两个副线圈 原线圈1接220V交流电源 副线圈2的匝数为30匝 两端接有 12V12W 的灯泡L 副线圈3的输出电压为110V 两端接有电阻R 若L正常发光且通过R的电流为0 4A 求 1 副线圈3的匝数n3 2 原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1 1 275匝 2 550匝0 255A 解题关键 电流关系是由电压关系和功率关系推导出来 例题3 如图 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上 当通以交流电时 每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈 另一半通过中间的臂 已知线圈1 2的匝数之比为N1 N2 2 1 在不接负载的情况下 设线圈1两端输入电压为U1 220V 则线圈2输出电压的U2为 难点突破 难点二 铁芯有多个臂问题 A 110VB 55VC 220VD 440V B 解题关键 原副线圈的磁通量变化不相等 应用 1 自耦变压器 降压变压器 升压变压器 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈 应用 2 互感器 用途 把高电压变成低电压 或把大电流变成小电流 电压互感器 电流互感器 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 例 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 1 一理想变压器原线圈接交流 副线圈接电阻 下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍 A 次级线圈的匝数增加为原来的2倍B 初级线圈的匝数增加为原来的2倍C 负载电阻变为原来的2倍D 副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍 课后练习 2 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 课后练习 3 如图所示为两个互感器 在图中圆圈内a b表示电表 已知电压比为100 电流比为10 电压表的示数为220V 电流表的示数为10A 则 A a为电流表 b为电压表B a为电压表 b为电流表C 线路输送电功率是2200WD 线路输送