《变压器》PPT课件.ppt

变压器,1、了解变压器的构造及工作原理2、知道理想变压器的电压、电流与匝数的关系3、能依据理想变压器的工作规律解决实际问题,学习目标,1产生感应电动势的条件是什么?回路磁通量发生变化,复习回顾,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？,几种常见的变压器,一、变压器的构造,1.示意图,原线圈,副线圈,铁芯,2.构造：,（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,（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示,（4）输入电压：U1;输出电压：U2.,3.电路图中符号,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，副线圈电压U2是怎样产生的？,铁芯与线圈互相绝缘,二、变压器的工作原理,-互感现象,变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（U2、I2）转化。,原线圈,副线圈,铁芯,互感现象：在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。,若给原线圈接直流电压U，副线圈电压U2？,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。,下面我们定量分析理想变压器的变压规律。,无磁损,无铜损,无铁损,理想变压器,研究原副线圈两端电压关系的实验,三、理想变压器的变压规律,原、副线圈中产生的感应电动势分别是：,E1=n1/t,E2=n2/t,E1/n1=E2/n2,原线圈回路有：,U1E1=I1r10,则U1=E1,副线圈回路有：,E2=U2+I2r2U2,则U2=E2,若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2则：U1/U2=n1/n2,理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比,n2n1U2U1-升压变压器,n2n1U2U1-降压变压器,U1/U2=n1/n2,四、理想变压器的变流规律,问题：原副线圈的电流可能满足何规律？,1.理想变压器输出功率应等于输入功率,即:,U1I1=U2I2,I1/I2=U2/U1=n2/n1,P出=P入,2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比,I1/I2=n2/n1,变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。,此公式只适用于一个副线圈的变压器,U1,输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系,1.输入功率P1由输出功率P2决定:,P1P2,2.U1由电源决定；,3.U2由U1和匝数比决定；,U2n2/n1U1,4.I2由U2和负载决定；,I2U2R,5.I1由I2和匝数比决定；,I1n2/n1I2,【例1】理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n24：1，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,解析：变压器只能工作于交流电路，不能工作在恒定电流和恒定电压的电路，导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈n2上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过。,C,例题2、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,五、几种常用变压器,1.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？,自耦变压器的原副线圈共用一个线圈,2.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、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圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：,例3、如图所示：理想变压器的交流输入电压U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：（1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3.（2）原线圈的电流I1。,解：（1）由于两灯均正常发光，所以有：U2=6V，U3=12V根据原、副线圈电压与匝数的关系，有：U1/U2=n1/n2n1=U1n2/U2=1320匝。U3/U2=n3/n2，n3=U3n2/U2=72匝。（2）根据能量守恒，有P入=P出。即I1U1=P2+P3，则I1=（P2+P3）/U1=0.095A,练习1如图所示，理想变压器的原线圈接上220V交流电压，副线圈有A、B两组，A组接4的电