《微课变压器改进》PPT课件.ppt

学习目标学习目标：1知道变压器的构造，知道变压器的工作原理。2理解理想变压器正常工作时的几个关系，能应用它分析解决有关问题。重点重点：变压器正常工作时的几个关系及其应用电击枪（电棒）原理：通过变压器器瞬间产生高压脉冲，击晕所接触生物或导致其休克，达到防身目的。利用高压发生器及可充电池供电产生利用高压发生器及可充电池供电产生4 4万伏以上万伏以上的强电击，使侵犯者产生一种强烈的触电感觉，的强电击，使侵犯者产生一种强烈的触电感觉，全身麻木，浑身无力，瞬间丧失作恶能力，而这全身麻木，浑身无力，瞬间丧失作恶能力，而这种高压低流的工作原理是不会造成任何伤害的。种高压低流的工作原理是不会造成任何伤害的。照明灯电压照明灯电压220220伏伏（中国电压标准）（中国电压标准）机床上照明灯额定电压机床上照明灯额定电压3636伏伏随身听随身听额定电压额定电压3 3伏伏手机充电器额定电压手机充电器额定电压3.753.75伏伏电视机显像管却需要电视机显像管却需要十几万伏十几万伏电压电压远距离输电远距离输电需要需要几十万伏几十万伏电压电压交流便于改变电压，以适应各种不同的需要交流便于改变电压，以适应各种不同的需要变压器就是改变变压器就是改变交流交流电压的设备电压的设备几种常见的变压器几种常见的变压器 认真阅读课本认真阅读课本p40p40页页p42p42页回答页回答下列问题下列问题1 1、变压器的构造如何？变压器的原理是什么？、变压器的构造如何？变压器的原理是什么？2 2、原、副线圈不套在闭合铁芯上，是否仍然存、原、副线圈不套在闭合铁芯上，是否仍然存在互感现象？在互感现象？3 3、若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和、若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的传输能量的？4 4、变压器工作时有没有能量损失？理想变压器、变压器工作时有没有能量损失？理想变压器有什么特点？有什么特点？一、一、变压器的构造变压器的构造1.1.示意图示意图 U1U2 n1n22.2.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（初级线圈）其匝数用）原线圈（初级线圈）其匝数用n n1 1表示表示（3 3）副线圈（次级线圈）其匝数用）副线圈（次级线圈）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.原原线线圈圈副副线线圈圈铁铁芯芯3.3.电路图中符号电路图中符号n1n2问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？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，那么在给原线变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈圈接交变电压接交变电压U U1 1后，副线圈电压后，副线圈电压U U2 2是怎是怎样产生的？样产生的？铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘 U1U2 n1n2二、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闭合铁芯，利用互感现象实芯，利用互感现象实现了现了电能电能（U U1 1、I I1 1）到到磁场能磁场能（变化的磁（变化的磁场）再到场）再到电能电能（U U2 2、I I2 2）转化。）转化。原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯R R U1U2n1n2思考：若给原线圈接直流电压思考：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原线圈原线圈接交流接交流电电在铁芯中在铁芯中产生变化产生变化的磁通量的磁通量在铁芯中在铁芯中产生变化产生变化的磁通量的磁通量副线圈副线圈有交流有交流电电原线圈产原线圈产生感应电生感应电动势动势副线圈产副线圈产生感应电生感应电动势动势互感原理互感原理二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 1、变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了、变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能电能 磁场能磁场能 电能电能(U1、I1)(变化的磁场变化的磁场)(U2、I2)问题：若给原线圈接直流电压问题：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?探究探究1 1：使用可拆变压器有不闭合到闭合，观察接在：使用可拆变压器有不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化副线圈两端的小灯泡的亮度变化?试分析原因？试分析原因？探究探究2 2：做过实验的变压器铁芯用手触摸有什么感觉：做过实验的变压器铁芯用手触摸有什么感觉？说明了什么？触摸变压器的原副线圈有什么感觉？说明了什么？触摸变压器的原副线圈有什么感觉？说明什么？说明什么？如果在能量转化的过程中能量损失很小，如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种压器。这是物理学中又一种理想化模型理想化模型。2 2、理想变压器、理想变压器注意：注意：原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化率时刻都相等的磁通量和磁通量的变化率时刻都相等三、理想变压器的规律三、理想变压器的规律I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应原、副线圈中产生的感应电动势分别是：电动势分别是：E E1 1=n=n1 11 1/t t1 1E E2 2=n=n2 2 2 2 /t t2 2若不考虑原副线圈的内阻则若不考虑原副线圈的内阻则 U U1 1=E=E1 1 U U2 2=E=E2 2 磁通量变磁通量变化化率率相同相同1 1、理想变压器原副线圈的端电压之比等、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于这两个线圈的匝数之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 -升压变压器升压变压器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -降压变压器降压变压器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即即:U U2 2I I2 2=U=U1 1I I1 1P P出出=P P入入3 3、理想变压器原副线圈的、理想变压器原副线圈的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变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，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。流大，应当用较粗的导线绕制。这也是判定高压线这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。圈和低压线圈的一种方法。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？自耦变压器自耦变压器的原副线圈共用的原副线圈共用一个线圈一个线圈2.2.互感器互感器 A A电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器V 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 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路串联，原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数匝数少于副线圈匝数钳式电流仪钳式电流仪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n1:n2=4:1,当导体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棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,图中图中电流表电流表A1的示数的示数12mA,则电流表则电流表A2的示数为的示数为()A3mA B0 C48mA D与负载与负载R的值有关的值有关B课堂练习课堂练习解析：变压器只能工作于解析：变压器只能工作于交流交流电路电路，不能工作在恒定电流和恒定电压，不能工作在恒定电流和恒定电压的电路，导体棒向左的电路，导体棒向左匀速匀速切割磁感切割磁感线时，在线圈线时，在线圈n n1 1中通过的是恒定电中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈流，不能引起穿过线圈n n2 2的磁通量的磁通量变化，在副线圈变化，在副线圈n n2 2上无感应电动势上无感应电动势出现，所以出现，所以A A2 2中无电流通过。中无电流通过。A 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2 2、如图所示：理想变压器如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。接用电器，线路电阻不计。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，那么交流电压表的断开，那么交流电压表的示数示数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将分将分别是：别是：D D变压器输入输出电压、电流、变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系功率大小之间的因果关系 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；1 1由电源决定；由电源决定；2 2由由U U1 1和匝数比决定；和匝数比决定；U2n2/n1U12 2由由U U2 2和负载决定；和负载决定；I I2U2R1 1由由I I2 2和匝数比决定；和匝数比决定；I I1n2/n1I I2P入入=P出出一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1示意图示意图 2 2电路图中符号电路图中符号 3 3构造：闭合铁芯、原线圈、副线圈构造：闭合铁芯、原线圈、副线圈二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理：1 1、互感现象、互感现象 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器理想变压器 P P入入P P出出 三、理想变压器的变压规律及变流规律：三、理想变压器的变压规律及变流规律：四、常用变压器：四、常用变压器：自耦变压器、自耦变压器、互感器互感器小结小结（只适用于（只适用于一个副一个副线圈线圈的变压器）的变压器）谢谢大家谢谢大家六、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，原一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为线圈匝数为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，相应的电压分别为，相应的电压分别为U U1 1、U U2 2和和U U3 3，相应的电流分，相应的电流分别为别为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：【例例1 1】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，两个副线圈的匝数分别是匝，两个副线圈的匝数分别是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原线圈中的电流。，求原线圈中的电流。解析：对于理想变压器，输入功率与输出解析：对于理想变压器，输入功率与输出功率相等，则有功率相等，则有I I1 1n n1 1I I2 2n n2 2I I3 3n n3 3I I1 1（I I2 2n n2 2I I3 3n n3 3）n n1 1（16016046004600）11001100例例 2、如如 图图 所所 示示：理理 想想 变变 压压 器器 的的 交交 流流 输输 入入 电电 压压U1=220V，有有两两组组副副线线圈圈，其其中中n2=36匝匝，标标有有“6V，9W”、“12V，12W”的的灯灯泡泡分分别别接接在在两两副副线线圈圈上均正常发光，求：上均正常发光，求：（1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n3.（2）原线圈的电流）原线圈的电流I1。n3n2n1解：（解：（1）由于两灯均正常发光，）由于两灯均正常发光，所以有：所以有：U2=6V，U3=12V根根 据据 原原、副副 线线 圈圈 电电 压压 与与 匝匝 数数 的的 关关 系系，有有：U1/U2=n1/n2 n1=U1n2/U2=1320匝。匝。U3/U2=n3/n2，n3=U3n2/U2=72匝。匝。（2）根据能量守恒，有）根据能量守恒，有P入入=P出出。即。即I1U1=P2+P3，则则I1=（P2+P3）/U1练习练习如图所示，理想变压器的原线圈接上如图所示，理想变压器的原线圈接上220V220V交流电压，副线圈有交流电压，副线圈有A A、B B两组，两组，A A组接组接44的电阻，的电阻，B B组接规格为组接规格为“10V24W10V24W”的灯泡。已的灯泡。已知知A A组的线圈匝数为组的线圈匝数为3030匝，两端电压为匝，两端电压为6V6V，灯，灯泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。