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高中物理《变压器》公开课精品PPT课件_图文

《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 2.构造:(1)闭合铁芯 (绝 铁 缘硅钢片叠合而成) 原 线 ∽ U1 圈 芯 n1 n2 U2 ∽ 副 线 圈 (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 n1 n2 ∽ U1 n1 n2 U2 ∽ 铁芯与线圈互相绝缘 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,副线圈电压U2是怎 样产生的? 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) ∽ U1 到磁场能(变化的磁 场)再到电能( U2、 I2)转化。 原 线 圈 n1 n2 U2 ∽ 副 铁芯 线 圈 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。理 想 无磁损 变 无铁损 压 无铜损 器 三、理想变压器的变压规律 I1 I2 原、副线圈中产生的感应 电动势分别是: U1 n1 n2 U2 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 U1/U2= n1/n2 n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器 n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压 器 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: P出= P入 U1I1=U2I2 I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1 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 此公式只适用于一个副线圈的变压器 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。 【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100Ω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__4_4_V,电流表示数为_____A 0.44 A V 若上面接的是220V直流电源呢? 电压表示数__0__V,电流表示数__0___A 【例2】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————( B ) A.3mA B.0 C.48mA 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。 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=_1_80___,通 过原线圈的电流 I1 =3_A_____。 解: U1 U2 = n1 n2 220 36 = 1100 n2 n2=180 I2= P2 U2 所以:I1 = n2 n1 I2= n2 P2 n1 U2 = 180×11×60 1100×36 =3A 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 (3)UB= 4U 17 A a U B b n1 n2 一、变压器的构造 1.示意图 2.电路图中符号 3.构造: 小结 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 一、几种常用变压器 1.自耦变压器 问题:有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器? P U1 A B 自耦变压器的 U2 原副线圈共用一 个线圈 U1 n1 n2 U2 降压变压器 U1 n1 n2 U2 升压变压器 2.互感器 V 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 A 电流互感器 使用时把原线圈与 电路串联,原线圈匝 数少于副线圈匝数 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