上课54《变压器》课件2新人教版选修

1、第五章交变电流,第四节变压器,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,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

2、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,无磁损,无铜损,无铁损,理想变压器,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

3、是,E1=n1/ t,E2=n2/ t,E1/n1= E2/n2,原线圈回路有,U1 E1=I1r1 0,则U1=E1,副线圈回路有,E2=U2 +I2r2 U2,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,n2 n1 U2U1 -升压变压器,n2 n1 U2 U1 -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,I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1,P出=

4、P入,2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比,I 1/ I 2= 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,例1】 ：如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100的负载电阻若把原线圈接在220V交流电源上，则电压表示数为_V,电流表示数为_A,44,0.44,若上面接的是220V直流电源呢,电压表示数_V,电流表示数_A,0,0,例2】理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n24：1，当导体棒在匀强磁

5、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（ ） A3mA B0 C48mA D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,B,n2=180,180,3A,解,所以,3 A,练习1.一理想变压器，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

6、 =_,练习2、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为4: 1，原线圈中的电阻A与副线圈中的负载电阻B阻值相等。a b端加一交流电压U后， （1）两电阻消耗的功率之比为多少？ （2）两电阻两端电压之比为多少？ （3）B电阻两端电压为多少,1）1:16,2）1:4,一、变压器的构造 1示意图 2电路图中符号 3构造,二、变压器的工作原理： 1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生 的互相感应现象 2、能量转化：电能磁场能电能 3、理想变压器 P入P出,三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2,四、理想变压器的变流规律： I1/I2=n2/n1,五、常用变压器,小结,补充内容,一、几种

7、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,U1,二，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,A. U 增大、I 增大、P1 增大,C. U 减小、I 减小、P1 减小,

8、D. U 不变、I 减小、P1 不变,B. U 不变、I 减小、P1 增大,例、 如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电器上R1的功率P1将分别是,D,练习、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,L3,L4,L1,U1,L2,三、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n

9、1，两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1】一台理想变压器原线圈匝数n11100匝，两个副线圈的匝数分别是n260匝，n3600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I21A，I34A，求原线圈中的电流,解析：对于理想变压器，输入功率与输出功率相等，则有I1n1I2n2I3n3,I1（I2n2I3n3）n1（1604600）11002.24A,例2、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/n2 n1= U1n2/U2=1320匝。 U3/U2=n3/n2，n3= U3n2/U2=72匝。 （2）根