高中物理 5.4 变压器资料（讲授式）同课异构 新人教版选修3-2

1、第五章 交变电流,学案4 变压器,照明灯电压-220伏 机床上照明灯-36伏 半导体收音机电源电压不超过10伏 大型发电机交流电压-几万伏 远距离输电-几十万伏 电视机显像管却需要10000V以上电压 交流便于改变电压，以适应各种不同的需要,变压器就是改变交流电压的设备,几种常见的变压器,原线圈,副线圈,铁芯,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：U2,一、变压器的原理,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

2、，副线圈电压U2是怎样产生的,铁芯与线圈互相绝缘,一、变压器的原理,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,一、变压器的原理,互感现象,理想变压器,无磁损,无铜损,无铁损,一、变压器的原理,关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是() A通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈,1,通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场

3、是变化的,由互感现象知C正确,理想变压器无漏磁,原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起,二、电压与匝数的关系,研究原副线圈两端电压关系的实验,二、电压与匝数的关系,若不考虑原副线圈的内阻 则：U1/U2= n1/n2,二、电压与匝数的关系,即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,n2 n1 U2U1 -升压变压器,n2 n1 U2 U1 -降压变压器,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,I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1,P出= P入,二、电流与匝数的关系,2.理想变压

4、器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比,I 1/ I 2= n2 / n1,此公式只适用于一个副线圈的变压器,如图所示，一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈 的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为() A1 100,360 B1 100,180 C2 200,180 D2 200,360,2,由U1U2U3n1n2n3 可得n1n3U1/U31 100匝，n2n1U2/U1180匝,U1,1.输入功率P1

5、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/n1I2,三、输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系,如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1600，n2120，电源电压U1220 V，原线圈中串联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则() A负载功率不能超过44 W B副线圈电流最大值不能超过1 A C副线圈电流有效值不能超过1 A D副线圈电流有效值不能超过0.2 A,由P入P出可知P入U1I144 W 又由U1/U2n

6、1/n2得U244 V，故I2不能大于1 A，负载功率不超44 W,3,用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则() A变压器输入功率约为3.9 W B输出电压的最大值是110 V C变压器原、副线圈匝数比是12 D负载电流的函数表达式0.05sin(100t/2)A,n1:n2=U1:U2=2：1,i0.05sin(100t)A,4,问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器,四、几种常用变压器,1.自耦变压器,升压变压器,降压变压器,自耦变压器的原副线圈共用一个线圈,四、几种常用变压器,2.互感器,电流互感器,电压互感器

7、,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,四、几种常用变压器,四、几种常用变压器,为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图5519所示，两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表，则() An1n2 Bn3n4 Ca为交流电流表，b为交流电压表 Da为交流电压表，b为交流电流表,左图是电压互感器，a为交流电压表， 把高电压经过变压器降压后测量，所以n1n2 右图为电流互感器，b为交流电流表 把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n3n4,5,1.理想变压器在正常工作时，原、副线圈中一定相同的物

8、理量是() A每匝线圈中磁通量的变化率 B交变电流的频率 C原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势,2如图所示，为一理想变压器，原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是() A120 V,0.10 A B240 V,0.025 A C120 V,0.05 A D240 V,0.05 A,由U1：U2n1:n2得，U1240V,P1P26W212W,又P1U1I1,可得I1 0.05A,I2P/U20.1 A,由U1U2n1n2,得U1110 V,又I1I2n2n1,得I10.2 A,4.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图所示，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则() Aab接MN、cd接PQ，IabIcd Bab接MN、cd接PQ，IabIcd Cab接PQ、cd