第2节　变压器

1、世界上最大的水电站,长江三峡水电站全景,送电过程,在输电过程中，电压必须进行调整。,但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？,生活中需要各种电压,需改变电压，以适应各种不同电压的需要。,变压器就是改变交流电压的设备,5.4 变压器(1),第五章 交变电流,形形色色的变压器,城乡变压器,可拆式变压器,各式变压器,思考与讨论,把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到电源的两端： (1)恒定直流 (2)正弦交流 另一个线圈连到小灯泡上。 小灯泡可能发光吗？,1、示意图,(1)闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而成),(2)原线圈(初级线

2、圈) 其匝数用n1表示 与交变电源相连,(3)副线圈(次级线圈) 其匝数用n2表示 与负载相连,(4)输入电压U1 输出电压U2,一、变压器的构造,原线圈,副线圈,铁芯,U1,U2,2、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，副线圈是否产生电压U2？,铁芯与线圈互相绝缘,原线圈 接 交 流 电,在铁芯中 产生变化 的磁通量,副线圈 产生感 应电动势,在铁芯中 产生变化 的磁通量,二、变压器的工作原理,互感现象,副线圈 有 交 流 电,原线圈 产生感 应电动势,互感现象,变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能 磁场能 电能转化

3、 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2),二、变压器的工作原理,若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?,=0,无磁损,无铜损,无铁损,理想变压器的特点：,三、理想变压器,没有能量损失的变压器,实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。,三、理想变压器,没有能量损失的变压器,P入P出,输入功率等于输出功率,线圈两端的电压与 线圈匝数有什么关系？,四、理想变压器的变压规律,猜测：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数,实验：探究变压器线圈两端的 电压与匝数的关系,方法：

4、控制变量法,注意： 1)原线圈电压不要超过12伏. 2)用多用电表的交流电压档测电压，先用大量程后用小量程. 3)设计表格记录结果.,1)改变副线圈匝数(交流电压、原线圈匝数恒定),U1=4V n1(0-2),实验过程,2)改变原线圈匝数(交流电压、副线圈匝数恒定),U1=4V n2(0-4),3)改变交流电压(原线圈匝数、副线圈匝数恒定),n1:n2=2:1,实验结论,误差允许范围内,误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗,问题：请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。,理论推导,原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：,若不考

5、虑原副线圈的内阻有: U1=E1 U2=E2,四、理想变压器的变压规律,1、n2 n1 U2U1升压变压器,3、n2 n1 U2 U1降压变压器,2、n2 =n1 U2=U1等压变压器,理想变压器原副线圈的端电压 跟它们的匝数成正比,理想变压器输入功率等于输出功率,即:,U1I1=U2I2,P入= P出,五、理想变压器的变流规律,理想变压器原副线圈的电流 跟它们的匝数成反比,此公式只适用于一个副线圈的变压器,1.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,六、常用变压器,2.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?,一、变压器的构造 1示意图 2符号,二、变压器的工作原理： 1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流 2、能量转化：电能磁场能电能 3、理想变压器：,三、理想变压器的变压、变流规律：,四、常用变压器,5.4 变压器 小结,P入P出,1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=4:1,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,B,七、课堂练习,2、一台理想变压器原