物理：5.4《变压器》课件(新人教版选修3-2).ppt

四、变压器高二物理组宫炳胜照明灯电压照明灯电压-220伏伏机床上照明灯机床上照明灯-36伏伏半导体收音机电源电压不超过半导体收音机电源电压不超过10伏伏大型发电机交流电压大型发电机交流电压-几万伏几万伏远距离输电远距离输电-几十万伏几十万伏电视机显像管却需要电视机显像管却需要10000V以上电压以上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一、变压器的构造一、变压器的构造实物、实验实物、实验1.示意图示意图 U1U2 n1n2原线圈原线圈副线圈副线圈铁芯铁芯2.电路图中符号电路图中符号n1n23.构造：构造：（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）原线圈（初级线圈）：其匝数用）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示表示（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示表示（4）输入电压：）输入电压：U1;输出电压：输出电压：U2.问题：变压器副线圈和问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？原线圈电路是否相通？变压器原副线圈不相变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接通，那么在给原线圈接交变电压交变电压U1后，副线后，副线圈电压圈电压U2是怎样产生的是怎样产生的？铁芯与线圈铁芯与线圈互相绝缘互相绝缘二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 变压器通过闭合铁芯，利用互变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（感现象实现了电能（U1、I1）到）到磁场能（变化的磁场）再到电能磁场能（变化的磁场）再到电能（U2、I2）转化。）转化。互感现象互感现象 U1U2n1n2原线圈原线圈副线圈副线圈铁芯铁芯互感现象：在原副线圈中互感现象：在原副线圈中由由于于有交变电流而发生的互相有交变电流而发生的互相感应现象。（书本感应现象。（书本P222）闭合铁芯实现了电能闭合铁芯实现了电能-磁场能磁场能-电能的转换，由于原副线圈电能的转换，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模型-理想变压器理想变压器。即略去原、副线圈中的电阻和各种电。即略去原、副线圈中的电阻和各种电磁能损失的变压器。下面我们定量分析理想变压器的变压规律。磁能损失的变压器。下面我们定量分析理想变压器的变压规律。三、理想变压器的变压规律三、理想变压器的变压规律原、副线圈中产生的感应电动势原、副线圈中产生的感应电动势分别是：分别是：tE1=n1tE2=n2由此可得：由此可得：E1E2=n1n2原线圈回路有：原线圈回路有：U1 E1=I1r1 0 则则 U1=E1副线圈回路有：副线圈回路有：E2=U2+I2r2 U2 则则所以：所以：U1U2=n1n2U1U2=n1n2理想变压器原副线圈的端电压之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比等于这两个线圈的匝数之比I1I2n1n2U1U2升压变压器：升压变压器：n2 n1 U2U1降压变压器：降压变压器：n2 n1 U2 U1U2=E2四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律问题：原副线圈的的电流间问题：原副线圈的的电流间可能满足何规律？可能满足何规律？1.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:I1U1=I2U2所以所以I1I2=n2n1U2U1=2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比匝数成反比变压器工作时，高压线圈匝变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。当用较粗的导线绕制。这这也是判定高压线圈和低压线也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。圈的一种方法。I1I2=n2n1I1I2n1n2U1U2R输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系 电源电源 U1 U2n2n1I2 P出出 P入入 I1I2U2RU2*输入电压输入电压U1和变压比和变压比n1：n2决定输出电压的大小决定输出电压的大小*输出电压和用电器电阻决定输出电流输出电压和用电器电阻决定输出电流I2的大小的大小*输出电流和变压比决定输入电流输出电流和变压比决定输入电流I1的大小的大小*输出功率决定输入功率的大小输出功率决定输入功率的大小（相同）（相同）五、几种常用变压器五、几种常用变压器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：有没有只用一组线圈问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？来实现变压的变压器？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 小结：小结：1.变压器的结构和工作原理变压器的结构和工作原理2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律理想变压器的理想化模型及功率传输规律3.理想变压器的变压和变流规律理想变压器的变压和变流规律U1U2=n1n2I1I2=n2n1由由P入入=P出出得出得出随堂练习随堂练习1.理想变压器的原线圈和副线圈数之比为理想变压器的原线圈和副线圈数之比为2：1，如果将原线圈接在，如果将原线圈接在6V的电池组上，稳定后副线圈电压是：的电池组上，稳定后副线圈电压是：A.12V B.3V C.0V D.无法判断无法判断 （）cU1U2=n1n222036=1100n2n2=180180U2P2I2=n2n1I1I21801160110036=n2 P2=n1 U2=3A解：解：所以：所以：3 A2.一理想变压器，原线圈匝数一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压，接在电压220V的交流电源上，当的交流电源上，当它对它对11只并联的只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数线圈的匝数n2=_，通过原线圈的电流，通过原线圈的电流 I1=_。