湖北省丹江口市高中物理第五章交变电流5.4变压器（1）课件新人教版选修3-2.ppt

世界上最大的水电站 长江三峡水电站全景 送电过程 在输电过程中 电压必须进行调整 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 变压器就是改变交流电压的设备 5 4变压器 1 形形色色的变压器 城乡变压器 可拆式变压器 各式变压器 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 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 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 注意 1 原线圈电压不要超过12伏 2 用多用电表的交流电压档测电压 先用大量程后用小量程 3 设计表格记录结果 1 改变副线圈匝数 交流电压 原线圈匝数恒定 U1 4Vn1 0 2 实验过程 2 改变原线圈匝数 交流电压 副线圈匝数恒定 U1 4Vn2 0 4 3 改变交流电压 原线圈匝数 副线圈匝数恒定 n1 n2 2 1 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 互感器 电流互感器 电压互感器 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 六 常用变压器 钳形电流表 2 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 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 四 常用变压器 5 4变压器小结 P入 P出 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 七 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 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 4 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