变压器 (3)ppt课件.ppt

湖南隆回二中物理组 1 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 2 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 3 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 4 能提供不同交变电压的设备 变压器 5 一 变压器三大部件 电路符号 6 二 变压器的工作原理 7 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 8 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 9 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 10 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 11 四 理想变压器的原 副线圈的基本关系 12 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 13 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 14 课堂练习 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 CD 5 如图所示 理想变压器的输入端电压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 15 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 C 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 16 难点突破 难点二 铁芯有多个臂问题 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 A 110VB 55VC 220VD 440V B 解题关键 原副线圈的磁通量变化不相等 17 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 18 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 19 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 20 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 线路输送电功率是2 2 106W BD 21