【课件】变压器 2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

变变压器压器教学目标：1.知道几种常见变压器的构造，理解变压器的工作原理；2.探究理想变压器的原副线圈中电压和匝数的关系，电流与匝 数的关系；3.了解变压器在生活中的应用；4.体会理想化模型在物理学研究中的重要性。重点、难点:通过实验探究得到变压器原、副线圈电压和匝数的关系是本节课的重点；理想化理想变压器电压与匝数关系的分析推导，是本节的教学难点。5V 3000V3000V 2 2 万伏万伏 60V 220V220V 生活中需要各种电压生活中需要各种电压 变压器变压器 几种常见的变压器几种常见的变压器 铁芯铁芯原线圈原线圈副线圈副线圈1.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）原线圈原线圈(初级线圈初级线圈)：与与交流电源交流电源相连的线圈叫做原线圈也叫初级线圈相连的线圈叫做原线圈也叫初级线圈（3）副线圈副线圈(次级线圈次级线圈)：与与负载负载相连相连的线圈叫做副线圈也叫次级线圈的线圈叫做副线圈也叫次级线圈一、变压器结构一、变压器结构2.示意图示意图(1)原线圈原线圈(初级线圈初级线圈)(2)副副线圈线圈(次级线圈次级线圈)其匝数用其匝数用n1表示表示原线圈两端的电压叫变压原线圈两端的电压叫变压器的器的输输入电压入电压U1 其匝数用其匝数用n2表示表示副线圈两端的电压叫变压副线圈两端的电压叫变压器的器的输输出电压出电压U2n1n2U1U2 原原线线圈圈副副线线圈圈 铁芯铁芯3.符号符号问题：问题：变压器原副线圈不相通，那么给原线圈接交变电源，副线 圈链接一个小灯泡，通电后，小灯泡会发光吗，为什么？n1n2n1n2原线圈原线圈接接 交流电交流电原线原线圈圈中中的的磁场磁场发生改变发生改变在在铁芯铁芯中中产产生生变化的变化的磁通量磁通量副线圈副线圈产生产生感应电动势感应电动势副线圈副线圈的的磁通量磁通量发生改变发生改变副线圈副线圈有有感应电流感应电流二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理U2U1互感现象 变压器利用变压器利用互感现象互感现象把什么能转化为什么能？把什么能转化为什么能？原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n2 0ett1t2t3t4若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2=0?变压器的工作原理变压器的工作原理转化转化转化转化电能电能 磁场磁场能能 电能电能 三、理想变压器三、理想变压器 有有，线圈有电阻、铁芯内产生涡流、铁芯导磁过程存在“漏磁漏磁”等原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n2 2.变压器在变压器在忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情况下，称的情况下，称为为 理理想变压器想变压器。理理想变压器特点：想变压器特点：（1）变压器铁芯内无漏磁）变压器铁芯内无漏磁；（；（2）原、）原、副副 线圈线圈不计内阻；（不计内阻；（3）忽略铁芯产生的热量。）忽略铁芯产生的热量。1.实际的变压器是否有能量损失？为什么？理想变压器没有能量损失，工作效率为理想变压器没有能量损失，工作效率为100%四、理想变压器规律四、理想变压器规律1.功率关系功率关系 理想变压器理想变压器无无能量损失，所以能量损失，所以输入功率等于输出功率。输入功率等于输出功率。原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n2P入入P出P入入=P出出注：注：(3)对对有多个副线圈输出时，有多个副线圈输出时，输入功率输入功率等于等于副线圈上输出功率副线圈上输出功率之和之和 即即：P入入=P出出1+P出出2(2)变变压器的压器的输入功率输入功率由由输出功率输出功率决定。决定。(1)当当副线圈为副线圈为断路断路时，时，输出功率为输出功率为零零，原线圈原线圈输入功率输入功率也为零也为零。2.频率关系频率关系 在原线圈中接上在原线圈中接上周期性变化周期性变化的的电流在副线圈中激发出电流在副线圈中激发出同频率同频率的的交流电。交流电。原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n2f 1f 2f 1 =f 2变压器不能改变交变电流的频率变压器不能改变交变电流的频率探究变压器线圈两端电压与匝数的关系 （1）猜想假设：（2）实验探究：（小组设计实验并探究）原、副线圈的电压与什么因素有关系？（3）数据记录及处理：原线圈副线圈副线圈电压比电压比匝数比匝数比电压U1匝数n1电压电压U U2 2匝数匝数n n2 2U U1 1/U/U2 2n n1 1/n/n2 2220220160016001001001616：1 1220220160016004004004 4：1 1220220160016001010160160：1 12202201600160020208080：1 122022016001600303053.3:153.3:112.412.453.2V53.2V1.34V1.34V2.70V2.70V4.05V4.05V17.717.74.14.1164.2164.281.581.549.449.4问题:1.电压比与匝数比不相等，总有点差距，你认为是 什么原因呀？你猜何种情况可能相等？2.实际的变压器在工作时，哪些地方有能量损耗呢？（4）结果分析:（5）实验结论：如果忽略能量损失，在误差允许范围内，应该有:(1)n2 n1 U2U1升压升压变压器变压器(2)n2 n1 U2 U1降压降压变压器变压器结论：结论：理想变压器原副线圈的理想变压器原副线圈的电压电压跟它们的跟它们的匝数匝数成成正比正比3.电压关系电压关系原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n2理想变压器输入功率等于输出功率理想变压器输入功率等于输出功率即即:U1I1=U2I2P入=P出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4.电流关系电流关系I1I2原原线线圈圈副副线线圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n2五、几种常见变压器五、几种常见变压器1.自耦变压自耦变压器器:U2U1ABP2.互感互感器器:V V 电压互感器 A A电流互感器例1.如图所示，将一个有5匝线副线圈的变压器，输为220V电压，结果输出10V电压，按理想变压器计算，该变压器的原线圈匝数为()A100 B110 C120 D320B B课堂练习1.变压器的结构：主要由闭合的铁心和原副线圈组成。变压器的结构：主要由闭合的铁心和原副线圈组成。2.变压器原理：变压器原理：3.理想变压器特点：理想变压器特点：利用利用互感现象互感现象实现电能到磁场能到电能的转化和传递。实现电能到磁场能到电能的转化和传递。变压器铁芯内无漏磁变压器铁芯内无漏磁原、副线圈不计内阻原、副线圈不计内阻忽略铁芯产生的热量忽略铁芯产生的热量4.理想变压器规律：理想变压器规律：功率关系：功率关系：P入入=P出出频率关系：频率关系：f 1 =f 2电压关系：电压关系：电流关系：电流关系：5.几种常见变压器：几种常见变压器：(1)(1)自耦变压器；自耦变压器；自耦变压器；自耦变压器；(2)互感器互感器小结