高中物理 5.4变压器课件 新人教版选修3-2

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。,牙林一中：刘利慧,5.4变压器,第五章交变电流,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？,变压器的结构,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,变压器为什么能改变电压,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,1)改变副线圈匝数(交流电压、原线圈匝数恒定),U1=20Vn1(0-4),实验过程,2)改变原线圈匝数(交流电压、副线圈匝数恒定),U1=20Vn2(0-2),3)改变交流电压(原线圈匝数、副线圈匝数恒定),n1:n2=1:2,n1(0-1）n2(0-2),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、n2n1U2U1升压变压器,3、n2n1U2U1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、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()A3mAB0C48mAD与负载R的值有关,B,六、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,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：,5.4变压器小结,P入P出,3、如图是一个理想变压器的电路图，若A、B两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为（）A.51B.15C.41D.14,解：设灯泡正常发光的电流为I，,则原、副线圈的电流分别为I和4I，如图示。,所以原、副线圈的匝数比为41,C,七、解决有多个副线圈的理想变压器的问题,一个原线圈多个副线