变压器的构造.ppt
变变压压器器1.变压器的构造变压器的构造 2.变压器的变压比变压器的变压比 3.变压器的变流比变压器的变流比4.理想变压器的输入功率由输出功率决定理想变压器的输入功率由输出功率决定5.几种常用的变压器几种常用的变压器例例1 例例207年物理海南卷年物理海南卷12 07年广东普宁市华侨中学三模卷年广东普宁市华侨中学三模卷4广东茂名市广东茂名市2007年第一次模考年第一次模考807年年1月海淀区期末练习月海淀区期末练习8 07届南京市第一次调研测试届南京市第一次调研测试 306年年5月深圳市第二次调研考试月深圳市第二次调研考试707学年南京市期末质量调研学年南京市期末质量调研9 合肥市合肥市2007年教学质量检测一年教学质量检测一9苏北五市苏北五市07届调研考试届调研考试7 07年扬州市期末调研测试年扬州市期末调研测试1007届南京市综合检测届南京市综合检测(一一)5 07年苏锡常镇四市二模年苏锡常镇四市二模92007年高考广东卷年高考广东卷7 2007年理综山东卷年理综山东卷1807年江苏省扬州市一模年江苏省扬州市一模5 07年年4月苏州中学调研试卷月苏州中学调研试卷407年佛山市教学质量检测年佛山市教学质量检测14变变压压器器1.变压器的构造变压器的构造:一一.变压器原理变压器原理 变压器是由闭合铁芯和绕在铁变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的一个线圈跟电源连接，芯上的两个线圈组成的一个线圈跟电源连接，叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（也叫次级线圈）两个线圈都连接，叫副线圈（也叫次级线圈）两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成钢片叠合而成n1 n2铁芯铁芯 原线圈原线圈 副线圈副线圈 电源电源 负载负载 变压器的构造变压器的构造 n2n1变压器的符号变压器的符号 2.变压器的变压比变压器的变压比:U1U2=n 1n2 U1n1=U2n2=U3n3=Un=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比.当当n2n1时，时，U2U1，变压器使电压升变压器使电压升 高，高，这种变压器叫做升压变压器这种变压器叫做升压变压器当当n2n1时，时，U2U1，变压器使电压降低，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器这种变压器叫做降压变压器3.变压器的变流比变压器的变流比:当变压器只有当变压器只有一个一个副线圈工作时，有：副线圈工作时，有：可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟可见，变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比它们的匝数成反比有多个副线圈时有多个副线圈时,有有P入入=P出出，即无论有几个副线圈在，即无论有几个副线圈在工作工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和变压器的输入功率总等于所有输出功率之和.由由U1I1=U2I2+U3I3+得到得到 n1I1=n2I2+n3I3+有多个副线圈时满足有多个副线圈时满足 n1I1=n2I2+n3I3+变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制4.理想变压器的输入功率由输出功率决定：理想变压器的输入功率由输出功率决定：即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比，与原线圈匝数的平方成与副线圈匝数的平方成正比，与原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成反比。反比，与副线圈电路的电阻值成反比。式中的式中的R2表示负载电阻的阻值，而不是表示负载电阻的阻值，而不是“负载负载”。“负载负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。实表示副线圈所接的用电器的实际功率。实际上，际上，R2越大，负载越小；越大，负载越小；R2越小，负载越大。这越小，负载越大。这一点在审题时要特别注意。一点在审题时要特别注意。理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。形式。5.几种常用的变压器几种常用的变压器a.自耦变压器自耦变压器.特点是铁芯上只绕有一个线圈特点是铁芯上只绕有一个线圈如果把整个线圈作原线圈如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图甲）；就可以降低电压（图甲）；n2n1U1U2图甲图甲如果把线圈的一部分作原线圈如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图乙）就可以升高电压（图乙）n2n1U1U2图乙图乙b.调压变压器调压变压器.就是一种自耦变压器，它的构造如图所示线圈就是一种自耦变压器，它的构造如图所示线圈AB绕绕在一个圆环形的铁芯上，在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压之间加上输入电压U1，移移动滑动触头动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压的位置就可以调节输出电压U2 例例1.在在绕绕制制变变压压器器时时，某某人人误误将将两两个个线线圈圈绕绕在在如如图图所所示示变变压压器器铁铁心心的的左左右右两两个个臂臂上上，当当通通以以交交变变电电流流时时，每每个个线线圈圈产产生生的的磁磁通通量量都都只只有有一一半半通通过过另另一一个个线线圈圈，另另一一半半通通过过中中间间的的臂臂，已已知知线线圈圈1、2的的匝匝数数之之比比n1：n2=2：1，在不接负载的情况下（在不接负载的情况下（）A、当当线线圈圈1输输入入电电压压220V时时，线线圈圈2输输出出电电压压为为110VB、当线圈当线圈1输入电压输入电压220V时，线圈时，线圈2输出电压为输出电压为55VC、当当线线圈圈2输输入入电电压压110V时时，线线圈圈1输输出出电电压压为为220VD、当线圈当线圈2输入电压输入电压110V时，时，线圈线圈1输出电压为输出电压为110V 21B D分析：分析：该题考查的是变压器的原理，若不去深入研究该题考查的是变压器的原理，若不去深入研究变压器的变压原理，只死记公式，很容易错选变压器的变压原理，只死记公式，很容易错选.该题给出的变压器的铁心为日字形，与考生熟知的该题给出的变压器的铁心为日字形，与考生熟知的口字形变压器不同，且通过交变电流时，每个线圈口字形变压器不同，且通过交变电流时，每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，故电压比产生的磁通量只有一半通过另一线圈，故电压比 不再成立。所以只能利用电磁感应定律，从不再成立。所以只能利用电磁感应定律，从变压器的原理入手，才能解出该题。变压器的原理入手，才能解出该题。解：解：当线圈当线圈1作为输入端时，作为输入端时，因为因为U1=220V，所以所以U2=55V，所以选项所以选项B对。对。当线圈当线圈2作为输入端时，作为输入端时，因为因为U2=110V，所以所以U1=110V，所以选项所以选项D对。对。题目题目例例2.如如图图所所示示，理理想想变变压压器器的的原原、副副线线圈圈匝匝数数之之比比为为n1:n2=4:1，原原线线圈圈回回路路中中的的电电阻阻A与与副副线线圈圈回回路路中中的的负负载载电电阻阻B的的阻阻值值相相等等。a、b端端加加一一定定交变电流电压后，交变电流电压后，两电阻消耗的电功率之比两电阻消耗的电功率之比 PA：PB=_ 和和电电阻阻两两端端的的电电压压之之比比UA：UB=_。Bn1n2UAab1:161:4解见下页解见下页分析：分析：抓抓住住理理想想变变压压器器（图图中中的的虚虚线线框框内内的的部部分分）原原、副副线线圈圈的的电电流流关关系系，A、B两两电电阻阻消消耗耗的的电电功功率率关系及电压关系均可求得关系及电压关系均可求得解答：解答：对理想变压器，有对理想变压器，有又又UA=I1R，UB=I2R07年物理海南卷年物理海南卷1212某某发发电电厂厂用用2.2kV的的电电压压将将电电能能输输出出到到远远处处的的用用户户，后后改改为为用用22kV的的电电压压，在在既既有有输输电电线线路路上上输输送送同同样样的的电电功功率率。前前后后两两种种输输电电方方式式消消耗耗在在输输电电线线上上的的电电功功率率之之比比为为_。要要将将2.2kV的的电电压压升升高高到到22kV，若若变变压压器器原原线线圈圈的的匝匝数数为为180匝匝，则则副线圈的匝数应该是副线圈的匝数应该是_匝。匝。100180007年广东普宁市华侨中学三模卷年广东普宁市华侨中学三模卷44如如图图所所示示，一一个个理理想想变变压压器器，原原副副线线圈圈匝匝数数之之比比为为n1:n2=10:1，在在原原线线圈圈ab两两端端加加上上电电压压220V的的正正弦弦交交流流电电，当当原原线线圈圈中中电电流流为为零零的的瞬瞬间间，副副线圈两端线圈两端c、d之间的瞬时电压大小为（之间的瞬时电压大小为（）A22V B220V C31.1V D0cabdn1n2C广东茂名市广东茂名市2007年第一次模考年第一次模考8 8如如图图所所示示，一一理理想想变变压压器器原原线线圈圈匝匝数数n1=1100匝匝，副副线线圈圈匝匝数数n2=220匝匝，交交流流电电源源的的电电压压，电电阻阻R=50，电电压表、电流表均为理想电表，则压表、电流表均为理想电表，则 （）A交流电的频率为交流电的频率为50 HzBV的示数约为的示数约为44 V CA2的示数约为的示数约为1.4 A DA1的示数约为的示数约为0.176 Aun1n2RA1A2VB D07年年1月海淀区期末练习月海淀区期末练习88某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户。降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户。设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的电设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的电器消耗的总功率的增加，则器消耗的总功率的增加，则 （）A通过升压变压器初级线圈中的电流变大通过升压变压器初级线圈中的电流变大B升压变压器次级线圈两端的电压变小升压变压器次级线圈两端的电压变小C高压输电线路上的电压损失变大高压输电线路上的电压损失变大D降压变压器次级线圈两端的电压变小降压变压器次级线圈两端的电压变小A C D07届南京市第一次调研测试届南京市第一次调研测试 33如如图图所所示示,理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈匝匝数数之之比比为为20:1,原原线线圈圈接接正正弦弦交交流流电电源源，副副线线圈圈接接入入“220V,40W”灯灯泡一只，且灯泡正常发光。则（泡一只，且灯泡正常发光。则（）A电源输出功率为电源输出功率为800W郝郝 B电流表的示数为电流表的示数为 A C电流表的示数为电流表的示数为 A 郝郝 D原线圈端电压为原线圈端电压为11V AC06年年5月深圳市第二次调研考试月深圳市第二次调研考试77、下下图图是是街街头头变变压压器器通通过过降降压压给给用用户户供供电电的的示示意意图图。变变压压器器输输入入电电压压是是市市电电网网的的电电压压，不不会会有有很很大大的的波波动动。输输出出电电压压通通过过输输电电线线输输送送给给用用户户，输输电电线线的的电电阻阻用用R0表表示示，变变阻阻器器R表表示示用用户户用用电电器器的的总总电电阻阻，当当滑滑动动变变阻阻器触头器触头P向向下移时下移时 （）A相当于在增加用电器的数目相当于在增加用电器的数目BV1表的示数随表的示数随V2表的示数的增大而增大表的示数的增大而增大CA1表的示数随表的示数随A2 表的示数的增大而增大表的示数的增大而增大 D变压变压器的器的输输入功率在增大入功率在增大V1V2A2RPA1R0A C D07学年南京市期末质量调研学年南京市期末质量调研9 9如图所示，某理想变压器的原副线圈的匝数如图所示，某理想变压器的原副线圈的匝数 均可均可调节，原线圈两端的电压为一最大值不变的正弦交流调节，原线圈两端的电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使率增大，可使 （）A原线圈匝数原线圈匝数n1增加增加B副线圈匝数副线圈匝数n2增加增加C负载电阻的阻值负载电阻的阻值R增大增大D负载电阻的阻值负载电阻的阻值R减小减小n1n2RB D合肥市合肥市2007年教学质量检测一年教学质量检测一9 9如如图图所所示示的的电电路路中中，交交流流电电源源电电压压为为U0，接接在在理理想想变变压压器器初初级级和和次次级级电电路路中中的的4只只规规格格相相同同的的灯灯泡泡均均在在正常发光，则变压器原、副线圈的匝数之比为正常发光，则变压器原、副线圈的匝数之比为 ，灯泡，灯泡L2两端电压为两端电压为 。U0L1L2L3L4解解：设灯泡正常发光的电流为：设灯泡正常发光的电流为I，则原、副线圈的电流分别为则原、副线圈的电流分别为I和和3I，所以原、副线圈的匝数比为所以原、副线圈的匝数比为 3 1设灯泡正常发光的电压为设灯泡正常发光的电压为U,则原线圈的电压为则原线圈的电压为3U,U0=U+3U，U=U0/43 1U0/4苏北五市苏北五市07届调研考试届调研考试7 7某某农农村村水水力力发发电电站站发发电电机机的的输输出出电电压压，先先通通过过电电站站附附近近的的升升压压变变压压器器升升压压后后，再再用用输输电电线线路路把把电电能能输输送送到到远远处处村村寨寨附附近近的的降降压压变变压压器器。降降压压后后，再再用用线线路路接接到到各各用用户户。设设发发电电机机输输出出电电压压稳稳定定且且两两变变压压器器均均为为理理想想变变压压器器。在在用用电电高高峰峰期期，白白炽炽灯灯不不够够亮亮，但但用用电电总功率却增加，这时与用电低谷时比较总功率却增加，这时与用电低谷时比较 （）A升压变压器的副线圈两端的电压变大升压变压器的副线圈两端的电压变大B高压输电线路的电压损失变大高压输电线路的电压损失变大C降压变压器的副线圈两端的电压变大降压变压器的副线圈两端的电压变大D降压变压器的副线圈中的电流变大降压变压器的副线圈中的电流变大 B D07年扬州市期末调研测试年扬州市期末调研测试1010调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示线圈示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上绕在一个圆环形的铁芯上AB间加上正间加上正弦交流电压弦交流电压U，移动滑动触头移动滑动触头P的位置，就可以调节输的位置，就可以调节输出电压在输出端连接了滑动变阻器出电压在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为流表，变阻器的滑动触头为Q则（则（）A保持保持P的位置不动，将的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读向下移动时，电流表的读数变大数变大B保持保持P的位置不动，将的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读向下移动时，电流表的读数变小数变小C保持保持Q的位置不动，将的位置不动，将P沿逆时针沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大方向移动时，电流表的读数变大D保持保持Q的位置不动，将的位置不动，将P沿逆时沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小针方向移动时，电流表的读数变小UABPRQAB C07届南京市综合检测届南京市综合检测(一一)55汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油。柴油机是靠压汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油。柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油缸中的汽油空气混合气是靠火花塞点燃的。但是汽车空气混合气是靠火花塞点燃的。但是汽车蓄电池的电压只有蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了。以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了。下列说法正确的是下列说法正确的是()蓄电池蓄电池火花塞火花塞变压器变压器12VA DA柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的能增大的B汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈的两端也会有高压的两端也会有高压C.接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压否则就不能在次级产生高压D.汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数须远大于初级线圈的匝数07年苏锡常镇四市二模年苏锡常镇四市二模9.9 如如图图所所示示为为一一理理想想变变压压器器，原原副副线线圈圈的的匝匝数数比比为为 n 原原线线圈圈接接正正弦弦交交流流电电压压 U，输输出出端端接接有有一一个个交交流流电电流流表表和和一一个个电电动动机机电电动动机机线线圈圈电电阻阻为为 R，当当输输入入端端接接通通电电源源后后，电电流流表表的的示示数数为为 I，电电动动机机带带动动一一质质量量为为 m 的的重重物物以以速速度度v匀匀速速上上升升,下下列列判判断断正确的是正确的是 ()A.电动机两端电压为电动机两端电压为 IR B.电动机消耗的电功率为电动机消耗的电功率为I2RmgvC.原线圈中的电流为原线圈中的电流为 nI D.变压器的输人功率为变压器的输人功率为UI/nAURB D2007年高考广东卷年高考广东卷77图图5是是霓霓虹虹灯灯的的供供电电电电路路，电电路路中中的的变变压压器器可可视视为为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1:n2=1:20,加加在在原原线线圈圈的的电电压压为为 （V），霓霓虹虹灯灯正正常常工工作作的的电电阻阻R=440k，I1、I2表表示示原原、副副线线圈中的电流，下列判断正确的是圈中的电流，下列判断正确的是 ()A副线圈两端电压副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流副线圈中的电流14.1mAB副线圈两端电压副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流副线圈中的电流10.0mACI1I2图图5u1n1n2U1U2霓霓虹虹灯灯B D2007年理综山东卷年理综山东卷1818某某变变压压器器原原、副副线线圈圈匝匝数数比比为为55：9，原原线线圈圈所所接接电电源源电电压压按按图图示示规规律律变变化化，副副线线圈圈接接有有负负载载。下下列列判断正确的是判断正确的是 ()A输出电压的最大值为输出电压的最大值为36VB原、副线圈中电流之比为原、副线圈中电流之比为55：9C变压器输入、输出功率之比为变压器输入、输出功率之比为55：9D交流电源有效值为交流电源有效值为220V，频率为频率为50Hz 0t/10-2 sU/V12D07年江苏省扬州市一模年江苏省扬州市一模55如如图图所所示示，一一个个有有两两个个不不同同副副线线圈圈的的理理想想变变压压器器，原原线线圈圈匝匝数数为为nl=1100匝匝，两两副副线线圈圈的的匝匝 数数分分别别为为n2=20匝匝和和n3=70匝匝。原原线线圈圈接接入入220V交交变变电电压压,今今将将一一额额定定电电压压为为10V的的用用电电器器接接入入变变压压器器的的副副线线圈圈输输出出端后能正常工作端后能正常工作,则两个副线圈连接方式应是（则两个副线圈连接方式应是（）A只用一个副线圈，只用一个副线圈，l、2作为输出端作为输出端B只用一个副线圈，只用一个副线圈，3、4作为输出端作为输出端C将将2、4连接，连接，1、3作为输出端作为输出端D将将2、3连接，连接，1、4作为输出端作为输出端13n1n242n3C07年年4月苏州中学调研试卷月苏州中学调研试卷4.4如如图图甲甲所所示示，在在变变压压器器的的输输入入端端串串接接上上一一只只整整流流二二极极管管D，在在变变压压器器输输入入端端加加上上如如图图乙乙所所示示的的交交变变电电压压u1=Um1sint，设设t=0时时刻刻为为a“”、b“”，则则副副线线圈圈输输出出的的电电压压的的波波形形(设设c端端电电势势高高于于d端端电电势势时时的的电电压为正压为正)是下图中的是下图中的（）RcabdD甲甲0tuT/2 T 3T/20tuT/2 T3T/20tuT/2 T 3T/20tuT/2T 3T/2A B C D 0tu1T/2 T乙乙3T/2B07年佛山市教学质量检测年佛山市教学质量检测1414水利水利发电发电具有防洪、防旱、减少具有防洪、防旱、减少污污染多染多项项功能，功能，是功在当代，利在千秋的大事，是功在当代，利在千秋的大事，现现在水力在水力发电发电已已经经成成为为我国的重要能源之一。某小河水流量我国的重要能源之一。某小河水流量为为40m3/s,现现在在欲在此河段上筑欲在此河段上筑坝坝安装一台安装一台发电发电功率功率为为1000千瓦的千瓦的发发电电机机发电发电。（1）设发电设发电机机输输出出电压为电压为500V，在在输输送途中允送途中允许许的的电电阻阻为为5，许许可可损损耗耗总总功率的功率的5%，则则所用升所用升压变压压变压器原副器原副线线圈匝数比圈匝数比应应是多大？是多大？（2）若所用）若所用发电发电机机总总效率效率为为50%，要使，要使发电发电机能机能发挥发挥它的最佳效能，它的最佳效能，则拦则拦河河坝坝至少要建多高？至少要建多高？g取取10m/s2。解：解：（1）设送电电流为）设送电电流为I，损耗的功率为损耗的功率为P耗耗、导线导线电电阻阻为为R线线，由，由PI2R得：得：设送电电压为设送电电压为U送送，由，由PIU得：得：则升压变压器原副线圈匝数比则升压变压器原副线圈匝数比（2 2）发电时发电时水的重力水的重力势势能能转转化化为电为电能能故：故：50 mgh Pt其中其中题目题目
