赵5.4变压器(1)

1、1知道变压器构造，了解变压器的工作原理。2理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系和电流与匝数的关系，电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。重点：重点：电压比和匝数比的关系。难点：难点：电压比和匝数比的关系。几种常见的变压器一、变压器的构造一、变压器的构造1.1.示意图示意图 U U1 1U U2 2 n n1 1n n2 2原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯2.2.构造：构造：（1 1）闭合铁芯）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）（绝缘硅钢片叠合而成）（2 2）原线圈）原线圈( (初级线圈初级线圈):):其匝数用其匝数用n n1 1表示表示（3 3）副线圈）副线圈( (次级线圈次级线圈)

2、:):其匝数用其匝数用n n2 2表示表示（4 4）输入电压：）输入电压：U U1 1; ; 输出电压：输出电压：U U2 2. .3.3.电路图中符号电路图中符号n1n2问题：问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？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，那么在给原线圈变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接接交变电压交变电压U U1 1后，副线圈电压后，副线圈电压U U2 2是怎样产生的？是怎样产生的？铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘 U1U2 n1n2一、变压器的构造一、变压器的构造二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理-互感现象互感现象 变压器通过闭合铁变压器通过

3、闭合铁芯，利用互感现象实现芯，利用互感现象实现了了电能电能（U U1 1、I I1 1）到）到磁磁场能场能（变化的磁场）再（变化的磁场）再到到电能电能（ U U2 2、I I2 2）的）的转化转化原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯 U U1 1U U2 2n n1 1n n2 2思考思考: :若给原线圈接直流电压若给原线圈接直流电压U U1 1, ,副线圈电压副线圈电压U U2 2? ?U U2 20 0问题：变压器在工作时，哪些地方有能量损问题：变压器在工作时，哪些地方有能量损失？如何减小损失？失？如何减小损失？答：线圈答：线圈电阻发热电阻发热，铁芯铁芯形成形成涡流涡流，铁芯，铁芯漏磁漏磁。答

4、：线圈导线用铜线尽量粗些，铁芯用硅钢片答：线圈导线用铜线尽量粗些，铁芯用硅钢片组合成，铁芯应是闭合的。组合成，铁芯应是闭合的。3 3、理想变压器理想变压器模型模型在电能的传输过程中在电能的传输过程中没有能量损失没有能量损失的变的变压器，是一种理想化模型。压器，是一种理想化模型。三、理想变压器的变压规律三、理想变压器的变压规律I1I2n1n2U1U2原、副线圈中磁通量的变化率原、副线圈中磁通量的变化率/ / t t相等相等2121nnUU当当n n2 2nn1 1时，时，U U2 2UU1 1，变压器使电压升高，这种变压，变压器使电压升高，这种变压器叫做器叫做升压升压变压器；变压器；当当n n2

5、 2nn1 1时，时，U U2 2UU1 1，变压器使电压降低，这种变压，变压器使电压降低，这种变压器叫做器叫做降压降压变压器变压器. .1、电压关系四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律2.2.理想变压器输出功率应等于输入功率理想变压器输出功率应等于输入功率U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2P P出出= = P P入入121221nnUUII3 3、理想变压器原副线圈、理想变压器原副线圈电流电流跟它们的跟它们的匝数匝数成成反比反比此公式只适用于此公式只适用于一个副线圈一个副线圈的变压器的变压器1221nnIII1I2n1n2U1U2高效导学P35 1、2、3解惑提高

6、解惑提高 BD图图3合作探究合作探究BD合作探究合作探究图图3图图4合作探究合作探究AD图图4合作探究合作探究制约关系（难点）制约关系（难点）高效导学P35 4I1I2n1n2U1U2小结：小结：（1 1）变压器主要由铁芯和线圈组成。）变压器主要由铁芯和线圈组成。（2 2）变压器可改变交变电流的电压和电流，利用）变压器可改变交变电流的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象。了原副线圈的互感现象。（3 3）理想变压器规律：）理想变压器规律：出入PP2121nnUU1221nnIII1I2n1n2U1U2五、几种常用变压器五、几种常用变压器1.1.自耦变压器自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升

7、压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器问题问题: :有没有只用一组线圈来实现变压的变压器有没有只用一组线圈来实现变压的变压器? ? 自耦变压器的自耦变压器的原副线圈共用一个原副线圈共用一个线圈线圈2.2.互感器互感器 A电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器V 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路与电路并联并联，原线圈，原线圈匝数匝数多于多于副线圈匝数副线圈匝数 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路与电路串联串联，原线圈，原线圈匝数匝数少于少于副线圈匝数副线圈匝数五、几种常用变压器五、几种常用变压器六、有多个副线圈的理想变压器的问题六、有多个副线圈的理想变压器的问题 一个原线圈多

8、个副线圈的理想变压器一个原线圈多个副线圈的理想变压器, ,原线原线圈匝数为圈匝数为n n1 1, ,两个副线圈的匝数分别为两个副线圈的匝数分别为n n2 2和和n n3 3, ,相相应的电压分别为应的电压分别为U U1 1、U U2 2和和U U3 3, ,相应的电流分别为相应的电流分别为I I1 1、I I2 2和和I I3 3, ,根据变压器的工作原理可得根据变压器的工作原理可得: :2121nnUU3131nnUU3232nnUUPP入出根据得332211UIUIUI332211nInInIn n1 1n n2 2n n3 3U U1 1U U2 2U U3 3理想变压器原、副线圈的匝数

9、比理想变压器原、副线圈的匝数比n n1 1:n:n2 24 4：1 1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割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，图中电流表磁感线时，图中电流表A A1 1的示数的示数12mA12mA，则电流表，则电流表A A2 2的示数为（的示数为（ ）A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D与负载与负载R R的值有关的值有关课堂练习课堂练习一理想变压器，原线圈匝数一理想变压器，原线圈匝数n n1 1=1100=1100，接在，接在电压电压220V220V的交流电源上，当它对的交流电源上，当它对1111只并联的只并联的“36V36V

10、，60w”60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数由此可知副线圈的匝数n n2 2=_=_，通过原线圈，通过原线圈的电流的电流 I I1 1 =_ =_。课堂练习课堂练习 钳形电流表的外形和结构如图钳形电流表的外形和结构如图( (a a) )所示。图所示。图( (a a) )中电流表的读数为中电流表的读数为1.2A 1.2A 。图。图( (b b) )中用同一电中用同一电缆线绕了缆线绕了3 3匝，则匝，则( )( )A.A.这种电流表能测直流电流这种电流表能测直流电流, ,图图( (b b) )的读数为的读数为2.4A2.4AB.B.这种电流表能测交

11、流电流这种电流表能测交流电流, ,图图( (b b) )的读数为的读数为0.4A0.4AC.C.这种电流表能测交流电流这种电流表能测交流电流, ,图图( (b b) )的读数为的读数为3.6A3.6AD.D.这种电流表既能测直流电流这种电流表既能测直流电流, ,又能测交流电流，又能测交流电流，图图( (b b) )的读数为的读数为3.6A3.6A课堂练习课堂练习各物理量之间的关系各物理量之间的关系 1.1.输入功率输入功率P P1 1由输出功率由输出功率P P2 2决定；决定； P P1 1P P2 22.U2.U1 1由电源决定；由电源决定；3.U3.U2 2由由U U1 1和匝数比决定；和

12、匝数比决定； U U2 2n n2 2/n/n1 1U U1 14.4.I I2 2由由U U2 2和负载决定；和负载决定； I I2 2U U2 2R R5.5.I I1 1由由I I2 2和匝数比决定；和匝数比决定； I I1 1n n2 2/n/n1 1I I2 2A A. U . U 增大、增大、I I 增大、增大、P P1 1 增大增大C C. U . U 减小、减小、I I 减小、减小、P P1 1 减小减小D D. U . U 不变、不变、I I 减小、减小、P P1 1 不变不变B B. U . U 不变、不变、I I 减小、减小、P P1 1 增大增大如图所示：理想变压器的原

13、线圈接高电压，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。变压后接用电器，线路电阻不计。S S原来闭合，原来闭合，且且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么交流电压表的示数断开，那么交流电压表的示数U U、交流电流表的示数交流电流表的示数I I 和用电器上和用电器上R R1 1的功率的功率P P1 1将将分别是分别是( ) ( ) 课堂练习课堂练习如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为比为n n1 1：n n2 2=3=3：1 1，有四只相同的灯泡连入电，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡路中，若灯泡L L2 2、

14、L L3 3、L L4 4均能正常发光，则灯均能正常发光，则灯泡泡L L1 1 （ ）A A、也能正常发光、也能正常发光B B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C C、将会烧坏、将会烧坏L1D D、不能确定、不能确定课堂练习课堂练习L L2 2L L3 3L L4 4n n1 1n n2 2L L1 1如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n n1:1:n n2 2=1:2=1:2，电源电压为，电源电压为200V200V，A A是保险丝是保险丝( (额定电额定电流流I I0 0=1A),R=1A),R为可变电阻为可变电阻, ,为使原线圈中电流不超为使原线圈中

15、电流不超过过I I0 0,R,R的阻值最小不小于的阻值最小不小于 A A课堂练习课堂练习R Rn n2 2n n1 1U U1 1 如图所示的理想变压器如图所示的理想变压器, ,它的原副线圈接在它的原副线圈接在交流电源上交流电源上, ,副线圈接一个标有副线圈接一个标有“12V,100W”12V,100W”的的灯泡灯泡, ,已知变压器原、副线圈的匝数比为已知变压器原、副线圈的匝数比为18:1,18:1,那么小灯泡正常工作时那么小灯泡正常工作时, ,图中的电压表的读数为图中的电压表的读数为 V,V,电流表的读数为电流表的读数为 A.A.课堂练习课堂练习12V12Vn n2 2n n1 1 V VA

16、 A100W100W六、有多个副线圈的理想变压器的问题六、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一个原线圈多个副线圈的理想变压器, ,原线原线圈匝数为圈匝数为n n1 1, ,两个副线圈的匝数分别为两个副线圈的匝数分别为n n2 2和和n n3 3, ,相相应的电压分别为应的电压分别为U U1 1、U U2 2和和U U3 3, ,相应的电流分别为相应的电流分别为I I1 1、I I2 2和和I I3 3, ,根据变压器的工作原理可得根据变压器的工作原理可得: :2121nnUU3131nnUU3232nnUUPP入出根据得332211UIUIUI332211nInI

17、nIn n1 1n n2 2n n3 3U U1 1U U2 2U U3 3一台理想变压器原线圈匝数一台理想变压器原线圈匝数n n1 111001100匝匝, ,两两个副线圈的匝数分别是个副线圈的匝数分别是n n2 26060匝匝,n,n3 312001200匝匝. .若若通过两个副线圈中的电流分别为通过两个副线圈中的电流分别为I I2 210A,I10A,I3 35A,5A,求原线圈中的电流求原线圈中的电流. .6A6A课堂练习课堂练习（1 1）n n1 1 13201320匝匝 n n3 3= 72= 72匝匝（2 2）I I1 1=0.095A=0.095A 如图所示：理想变压器的交流输

18、入电压如图所示：理想变压器的交流输入电压U U1 1=220V=220V，有两组副线圈，其中，有两组副线圈，其中n n2 2=36=36匝，标有匝，标有“6V6V，9W”9W”、“12V12V，12W”12W”的灯泡分别接在两副的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：线圈上均正常发光，求：（1 1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为n n1 1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n n3 3. .（2 2）原线圈的电流）原线圈的电流I I1 1。课堂练习课堂练习n n1 1n n2 2n n3 36V9W12V12W在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比臂，已知线圈的匝数之比n n