第四节变压器

1、4.4.变压器变压器高二物理备课组高二物理备课组 胡浩胡浩选修选修3-23-2第五章交变电流第五章交变电流常见的几种变压器常见的几种变压器一、变压器的构造一、变压器的构造（1 1）闭合铁芯）闭合铁芯（2 2）原线圈）原线圈( (初级线圈初级线圈) )（3 3）副线圈）副线圈( (次级线圈次级线圈) )2.2.示意图示意图原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯 n1n2U1U2 1.1.构造：构造：3.3.电路图中符号电路图中符号有铁芯有铁芯n n1 1n n2 2n n1 1n n2 2无铁芯无铁芯问题：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

2、，那么原线圈接交变变压器原副线圈不相通，那么原线圈接交变电压电压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？二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理原线圈原线圈接交流电接交流电在铁芯中产生在铁芯中产生变化的磁通量变化的磁通量副线圈产生副线圈产生感应电动势感应电动势在铁芯中产生在铁芯中产生变化的磁通量变化的磁通量副线圈副线圈有交流电有交流电原线圈产生原线圈产生感应电动势感应电动势工作原理：工作原理：互感现象互感现象 变压器利用互感现象实现：变压器利用互感现象实现： 电能电能 磁场能磁场能 电能电能转化转化思考：如果在原线圈接入恒定电压思考：如果在原线圈接入恒定

3、电压U U1 1，则副，则副线圈输出电压线圈输出电压U U2 2为多少？为什么？为多少？为什么？结论：变压器只适用于结论：变压器只适用于交变电流，交变电流，而不适而不适用于用于恒定电流。恒定电流。1.1.理想变压器：理想变压器：没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器三、理想变压器三、理想变压器（1 1）理想变压器）理想变压器是理想化模型是理想化模型。（2 2）大型变压器能量损失都很小，可看作理大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器（中学物理无特殊说明的变压器想变压器（中学物理无特殊说明的变压器均均当做当做理想变压器处理）理想变压器处理）2.2.理想变压器的规律理想变压器的规律（1 1）原

4、、副线圈中通过的磁）原、副线圈中通过的磁通量始终相同通量始终相同( (无漏磁无漏磁),),因此因此产生的感应电动势分别是：产生的感应电动势分别是：tnE11 tnE22 2121nnEE（2 2）若忽略两线圈的内阻则：）若忽略两线圈的内阻则：U1=E1 U2=E2 2121nnUUn2 n1 U2U1升压升压变压器变压器n2=n1 U2=U1等压等压变压器变压器n2n1 U2U1降压降压变压器变压器结论结论1 1：原副线圈两端的电压跟匝数成正比：原副线圈两端的电压跟匝数成正比：U1:U2=n1:n2结论结论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： P出出=

5、P入入注：注：输出功率决定输入功率输出功率决定输入功率结论结论3 3：理想变压器原副线圈的电流跟它们：理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比的匝数成反比: :I1:I2=n1:n2注：此公式只适用于注：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。例例1.1.如图是一个理想变压器的电路图，若如图是一个理想变压器的电路图，若A A、B B两点接交流电压两点接交流电压U U时，五个相同的灯泡均正常发时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为光，则原、副线圈的匝数比为 （ ） A.5 A.5 1 1 B.1 B.1 5 5 C.4 C.4 1 1 D.1 D.1 4 4n1n2

6、UABI4IC及时训练及时训练四、几种常用变压器四、几种常用变压器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自耦变压器的原副自耦变压器的原副线圈线圈共用一个线圈共用一个线圈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并联，原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数数少于副线圈匝数n1n2BAUab（1 1）1:41:4（2 2）1:161:16及时训练及时训练例

7、例2.2.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4: 14: 1，原线圈中的电阻，原线圈中的电阻A A与副线圈中的负载电与副线圈中的负载电阻阻B B阻值相等。当阻值相等。当a ba b端加一交流电压端加一交流电压U U时：时：（1 1）两电阻两端电压之比为多少？）两电阻两端电压之比为多少？ （2 2）两电阻消耗的功率之比为多少？）两电阻消耗的功率之比为多少？（3 3）B B电阻两端电压为多少？电阻两端电压为多少？AVR1R2S例例3.3.如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压如图所示：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。后接用电器，线

8、路电阻不计。S S原来闭合，且原来闭合，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、交流电流表的示数的示数I I 和用电器上和用电器上R R1 1的功率的功率P P1 1将分别是将分别是 （ ）D D及时训练及时训练A.U A.U 增大、增大、I I 增大、增大、P P1 1 增大增大 B.U B.U 不变、不变、I I 减小、减小、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 不变不变例例4.4.如图所示如图所示, ,理想变压器有两个副线圈理想变压器有两个副线圈, ,原线圈原线圈1 1接接220 V220 V交流电源交流电源, ,副线圈副线圈2 2的匝数为的匝数为3030匝匝, ,两端两端接有接有“12V12V，12 W”12 W”的灯泡的灯泡L L，副线圈，副线圈3 3的输出电的输出电压为压为110V110V，两端接有电阻，两端接有电阻R.R.若若L L正常发光且通过正常发光且通过R R的电流为的电流为0.4A,0.4A,