广东省德庆县高中物理第二章电磁感应与电磁场第三节电磁感应现象的应用课件粤教版选修1-1.ppt

第三节电磁感应现象的应用 大家都知道电视机内有一个高压线包 你知道它的作用和构造吗 解答 它的作用就是产生高压 供显像管正常工作 它的构造就是一个升压变压器 情景切入 一 变压器1 把交流电的 升高或降低的装置称为变压器 即用来改变交变电流的电压 2 变压器的工作原理 如下图所示 与电源相连的线圈 接收交流电能 称为 与负载相连的线圈 送出交流电能 称为 自主学习 3 变压器的构造 和绕在铁芯上的 与电源连接的称为 与负载连接的称为 从构造上分为 和 两大类 2 ABS的原理就在汽车制动过程中 当车轮滑移率超过稳定界限时 ABS将自动减小 以减小车轮制动器制动力 从而减小车轮滑移率 而当车轮滑移率低于稳定界限时 又自动增加 以增大车轮制动力 从而增大车轮滑移率 以提高汽车的制动效能和制动时的 三 交流发电机1 线圈在磁场中匀速转动 穿过线圈的磁通量随时间 因此在线圈中产生了 和 随时间周期性变化的交流电 2 交流发电机主要由 和 组成 在实际发电机中采用 的方式 为了使发电机发出很强大的电流 大型发电机常用 代替永久磁铁作转子 功率可达几十万千瓦 甚至上百万千瓦 一 1 电压2 电磁感应3 铁芯线圈原线圈副线圈芯式壳式4 电压U1输出电压U2 二 1 抱死滚动滑动2 滚动滚动滚动三 1 变化方向大小2 转子定子线圈磁极电磁铁 1 变压器是把交流电的电压升高或者降低的装置 可分为升压变压器和降压变压器 2 变压器的构造 原线圈 副线圈和闭合铁芯 3 理想变压器的工作原理 利用电磁感应来改变交流电压 如下图所示 原线圈n 1接交变电流 由于电流的变化在闭合铁芯中产生变化的磁通量 根据法拉第电磁感应定律 从而在副线圈n 2中产生感应电动势 输出不同于原线圈的电压 重点突破 4 理想变压器原 副线圈基本量的关系 图表见教材 5 防抱死制动系统 ABS 的组成ABS系统由轮速传感器 电子控制模块和电磁阀三部分组成 轮速传感器采集车轮转速信号 电子控制模块把这个信号转换为反映车轮转动情况的信号 并据此向电磁阀发出指令 电磁阀根据指令调节制动器产生合理的制动力 6 ABS系统的工作原理轮速传感器是利用电磁感应现象测量车轮转速的 如下图所示 铁质齿轮P与车轮同步转动 它的右侧有一个绕着线圈的磁铁 一个轮齿在接近和离开磁铁时 穿过线圈的磁通量发生变化 线圈中出现感应电流 随着各个轮齿的运动 磁通量的变化使线圈中产生相应的感应电流 这个电流由电流检测器D检测 送到电子控制模块中转换为车轮转速的大小和变化有关的信息 用以控制电磁阀 为制动器提供足够大却又不致把车轮抱死的制动力 有效避免了前轮丧失转向功能和后轮侧滑的现象 典例剖析 变压器输出输入电压的计算 如下图所示 理想变压器的原线圈与灯泡A串联后 加上交变电压U1 副线圈两端电压为U2 接有B和C两个灯泡 若A B C是三个相同的灯泡 且均正常发光 则U1 U2为 A 4 1B 2 1C 3 1D 1 1 答案 C 在电能输送过程中 若输送电功率一定 则在输电线上损耗的电功率 A 随着输电线电阻增大而增大B 和输送电压的平方成反比C 和输电线上的电压降的平方成正比D 和输电线上的电流的平方成正比 高压送电的有关计算 发电机的两端电压为220V 输出电功率为44kW 输电线电阻为0 2 求用户得到的电压和电功率各是多少 如果发电站用匝数比为1 10的变压器将电压升高 经过同样的输电线后再用匝数比为10 1的变压器降压供给用户 用户得到的电压和电功率各是多少 解析 无论是从发电机直接供电 还是通过变压器给用户供电 发电机输出的总功率总等于输电线上损失的功率和用户得到的功率之和 从发电机直接给用户供电时 电路中的电流为I P总 U 44 103 220A 220A输电线上损失的电压和电功率为U损 IR线 200 0 2V 40VP损 I2R线 2002 0 2W 8 103W所以用户得到的电压和电功率为U用 U U损 220V 40V 180VP用 P总 P损 44 103W 8 103W 36kW理想升压变压器次级电压为U升 kU 10 220V 2200V输电线的电流 I线 P总 U升 44 103 2200A 20A输电线上损失的电压和功率为U损 I线R线 20 0 2V 4VP损 I线2R线 202 0 2W 80W 0 08kW降压变压器初级电压U1 U升 U损 2200 4 V 2196V降压变压器次级电压U2 kU1 2196 10V 219 6V所以用户得到的电压和电功率分别为U用 U2 219 6VP用 P总 P损 44kW 0 08kW 43 92kW 答案 180V36kW219 6V43 92kW 输电导线的电阻为R 输送电功率为P 现分别用U 1和U 2两种电压来输电 则两次输电线上损失的电功率之比为 A U1 U2B U21 U22C U22 U21D U2 U1 答案 C 自我检测 1 变压器的主要部件是 和套在铁芯上的 2 对理想变压器可作出的判断是 A 高压线圈匝数多 电流大 导线粗B 低压线圈匝数少 电流小 导线细C 高压线