鲁科版_选修3-2《变压器》上课

1、 几几 万万 伏伏10000V 但我们国家民用统一供电均为但我们国家民用统一供电均为220220V V，那么如何使这些，那么如何使这些额定电压不是额定电压不是220V220V的电器设备的电器设备正常工作的呢？正常工作的呢？ 第第4章章 远距离输电远距离输电第2节 变压器变压器1 1、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：与）原线圈：与 相连的线圈其匝数用相连的线圈其匝数用 表示；表示；（3 3）副线圈：与）副线圈：与 相连的线圈其匝数用相连的线圈其匝数用 表示；表示；（4 4）输入电压：）输入电压： 用用 表示；表示； 输出电压：

2、输出电压： 用用 表示表示. .2 2、变压器在电路图中符号、变压器在电路图中符号n1n2电源电源负载负载原线圈两端的电压原线圈两端的电压副线圈两端的电压副线圈两端的电压n n1 1n n2 2U U1 1U U2 2一、变压器的构造一、变压器的构造结构组成：结构组成：由两个由两个(或两个以上或两个以上)线圈和闭合的铁芯组成线圈和闭合的铁芯组成一原多副一原多副 U1U2n1n2一原一副一原一副重点突破：变压器的工作原理重点突破：变压器的工作原理1.1.工作原理：工作原理：互感现象互感现象 U1U2n1n22.2.理论分析理论分析22Ent原线圈原线圈副线圈副线圈11UE 22UE 所以所以：2

3、121nnUU若忽略线圈内阻若忽略线圈内阻21EE21nn11Ent若给原线圈接若给原线圈接直直流电压流电压U ，副线副线圈电压圈电压U U2 2 ？二、理想变压器的规律二、理想变压器的规律1、理想变压器的特点、理想变压器的特点 （1）变压器的铁芯内）变压器的铁芯内 ；（2）原、副线圈不计内阻，即不产生）原、副线圈不计内阻，即不产生 ；（3）不考虑硅钢片）不考虑硅钢片 产热。产热。2、电压关系、电压关系: （1）原副线圈的两端电压之比等于）原副线圈的两端电压之比等于 。 表达式：表达式： （2）升压变压器）升压变压器: （3）降压变压器）降压变压器: 3、电流关系：对于理想变压器，、电流关系：

4、对于理想变压器，P入入=P出出，即，即 U1I1= U2I2，得，得无漏磁无漏磁焦耳热焦耳热涡流涡流两线圈匝数之比两线圈匝数之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 2121nnUU1221nnII适用于一原一副适用于一原一副适用于所有变压器适用于所有变压器思考感悟思考感悟变压器的原副线圈连在一起吗？是原线圈中的变压器的原副线圈连在一起吗？是原线圈中的电流跑到副线圈中去了吗？电流跑到副线圈中去了吗？提示：提示：变压器的原副线圈虽然都套在同一个铁变压器的原副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，是利用了互感芯上，但

5、两线圈是彼此绝缘的，是利用了互感现象在副线圈上感应出电流的，并不是原线圈现象在副线圈上感应出电流的，并不是原线圈的电流直接跑到副线圈中去的电流直接跑到副线圈中去 这样可以通过这样可以通过绕制不同匝数的副线圈来得到绕制不同匝数的副线圈来得到各种数值的交变电动势各种数值的交变电动势，从而改变了交变电流的，从而改变了交变电流的电压电压要强调的是：从能量转换角度看，变压器是把要强调的是：从能量转换角度看，变压器是把电能电能转化为转化为磁能磁能，再将，再将磁能磁能转化为转化为电能电能的装置，的装置，一般地说，经过转换后一般地说，经过转换后电压、电流电压、电流均发生了变均发生了变化化如何得到不同的电压了？

6、如何得到不同的电压了？（1 1）变压器只对变化的电流起作用）变压器只对变化的电流起作用（2 2）两线圈间是绝缘的，是通过磁场联系在一起）两线圈间是绝缘的，是通过磁场联系在一起（3 3）U U2 2与与U U1 1变化频率相同，变化频率相同，（4 4）能量转化流程：）能量转化流程：电能电能-磁场能磁场能-电电能能?（5 5）在变压器问题中，原、副线圈电压、在变压器问题中，原、副线圈电压、电流为有效值，或同为最大值电流为有效值，或同为最大值典例剖析：一、变压器的原理典例剖析：一、变压器的原理例例1 1、一理想变压器，其原线圈、一理想变压器，其原线圈22002200匝，副线圈匝，副线圈440440匝

7、，并接一个匝，并接一个100100的负载电阻。的负载电阻。（1 1）当原线圈接在）当原线圈接在44V44V直流电源电源上时，副线圈两端电压表示直流电源电源上时，副线圈两端电压表示数为数为_V,_V,副线圈中电流表示数为副线圈中电流表示数为_A._A.（2）当原线圈接在）当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为交变电源上时，电压表示数为_V，电流表示数为，电流表示数为_A。0 00 044440.440.44练习练习1 1、理想变压器原、副线圈的匝数比、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磁感当导体棒在匀强磁场中向

8、左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表线时，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的示数的示数为为 （ ）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B例例2 2、图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线、图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有圈接在一个标有“12V 100W”12V 100W”的灯泡上已知变压器初、次级的灯泡上已知变压器初、次级线圈匝数之比为线圈匝数之比为181181，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为

9、数为_ _V_V，电流表读数为，电流表读数为_A_A 典例剖析：二、理想变压器的规律典例剖析：二、理想变压器的规律2162160.460.46解解：(1)由灯正常发光，故：由灯正常发光，故：U2=12V由理想变压器电压与匝数的关系：由理想变压器电压与匝数的关系： U1/U2=n1/n2 得：得： U1=216V（2）由能量守恒，有）由能量守恒，有P入入=P出出，即，即I1U1=I2U2=P2得：得：I1=P2/U1=0.46A规律总结：规律总结：2121nnUU1221nnII12PP1.1.电压关系电压关系2.2.电流关系电流关系3.3.功率关系功率关系基本关系基本关系制约关系制约关系 1.

10、1.电压电压2.2.电流电流3.3.功率功率21UU 由 和匝数比决定12PP 由 决定12II 由 和匝数比决定典例剖析：三、理想变压器的动态分析典例剖析：三、理想变压器的动态分析例例3 3、对于理想变压器，下列说法中正确的是（、对于理想变压器，下列说法中正确的是（ ）A A、原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大、原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B B、原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大、原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大C C、原线圈的电压，不随副线圈的输出电流变化而变化、原线圈的电压，不随副线圈的输出电流变化而变化D D、当副线圈的

11、电流为零时，原线圈的电压也为零、当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零变式训练变式训练2 2、如图所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同如图所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡的灯泡L L1 1和和L L2 2。导线的等效电阻为。导线的等效电阻为R R。现将原来断开的开关。现将原来断开的开关S S闭闭合，若变压器原线圈两端的电压保持不变，则下列说法中正确合，若变压器原线圈两端的电压保持不变，则下列说法中正确的是（的是（ ）A A副线圈两端的电压不变副线圈两端的电压不变 B B通过灯泡通过灯泡L L1 1的电流增大的电流增大C C原线圈中的电流减小原线圈中的电流减小 D D变压器的

12、输入功率减小变压器的输入功率减小ABCABCA A2121nnUU22UIR1221InIn111PIU方法总结：动态分析的一般思路方法总结：动态分析的一般思路1U2U决定决定2I决定决定1I决定决定1P决定决定多副线圈呢？多副线圈呢？ 原、副线圈电流与匝数的关系适用于原、副线圈电流与匝数的关系适用于“一原一一原一副副”的情况，对于的情况，对于“多副多副”情况要利用功率关系情况要利用功率关系P原原P副副处理处理 如图如图428所示为理想变压器原线所示为理想变压器原线圈的匝数为圈的匝数为1000匝，两个副线圈匝，两个副线圈n250匝，匝，n3100匝，匝，L1是是“6 V2 W”的小灯泡，的小灯

13、泡，L2是是“12 V4W”的小灯泡，当原线圈接的小灯泡，当原线圈接上交流电压时，上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么都正常发光，那么原线圈中的电流为原线圈中的电流为()图图428典例剖析：四、典例剖析：四、变压器变压器“一原多副一原多副”问题问题二、理想变压器的基本规律二、理想变压器的基本规律1基本规律基本规律拓展：拓展：1. 1.自耦变压器自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器问题：有没有只问题：有没有只用一组线圈来实用一组线圈来实现变压的变压器？现变压的变压器？ 1、特点：铁芯上只、特点：铁芯上只有一个有一个 。2、用途：可升

14、压，、用途：可升压，也可以降压。如把也可以降压。如把整个线圈作整个线圈作 ，原线圈只取线圈的原线圈只取线圈的一部分，就可以一部分，就可以 电压；如线圈的一电压；如线圈的一部分作原线圈，整部分作原线圈，整个线圈作副线圈，个线圈作副线圈，就可以就可以 电压。电压。绕组绕组升高升高副副线圈线圈降低降低二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理1互感：交变电流通过原线圈时在铁芯中激发互感：交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势，交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势，当副线圈闭合时，副线圈中有电流产生，它在铁当副线圈闭合时，副线圈中有电流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生线圈，在原线圈中产生_的现象的现象2工作原理工作原理电磁感应是变压器的工作原理，即电磁感应是变压器的工作原理，即_是是变压器工作的基础变压器工