上课--5.4《变压器》课件2-新人教版选修3-2教学内容.ppt

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1、上课-5.4变压器课件2-新人教版选修3-2几种常见的变压器一、变压器的构造一、变压器的构造1.1.示意图示意图 U1U2 n1n2原原线线圈圈副副线线圈圈铁铁芯芯2.2.构造：构造：（1 1）闭合铁芯）闭合铁芯 （绝缘（绝缘硅钢片叠合而成）硅钢片叠合而成）（2 2）原线圈（初级线）原线圈（初级线圈）：其匝数用圈）：其匝数用n n1 1表示表示（3 3）副线圈（次级线）副线圈（次级线圈）：其匝数用圈）：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 2.3.3.电路图中符号电路图中符号n1n2问题：问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？

2、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，那么在给原线圈接圈接交变电压交变电压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电能（现了电能（U U1 1、I I1 1）到磁场能（变化的磁到磁场能（变化的磁场）再到电能（场）再到电能（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 U1U2n1n2互感现

3、象：在原副线圈中由于有互感现象：在原副线圈中由于有交变电交变电流流而发生的互相感应现象。而发生的互相感应现象。若给原线圈接若给原线圈接直流电压，直流电压，U副线圈电压副线圈电压U U2 2？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，电能的转换，由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝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很小，为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型理想化模型-理想变压器理想变压器。无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损理理想想变变压压器器三、理

4、想变压器的变压规律三、理想变压器的变压规律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 1/t tE E2 2=n=n2 2/t tE1 1/n/n1 1=E2 2/n/n2 2原线圈回路有：原线圈回路有：U U1 1 E E1 1=I=I1 1r r1 1 0 0则则U U1 1=E=E1 1副线圈回路有：副线圈回路有：E E2 2=U=U2 2 +I+I2 2r r2 2 UU2 2则则U U2 2=E=E2 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

5、则：则：U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2理想变压器原副线圈的理想变压器原副线圈的端电压之比端电压之比等于等于这两个线圈的这两个线圈的匝数之比匝数之比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U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律问题：问题：原副线圈的电流可能满足何规律？原副线圈的电流可能满足何规律？1.1.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:U U1 1I I1 1

6、=U=U2 2I I2 2I I 1 1/I 2 2=U U2 2/U U1 1=n=n2 2/n n1 1P出出=P入入2.2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比数成反比I I 1 1/I 2 2=n=n2 2/n n1 1变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的变压器工作时，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，应当用较粗的导匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。线绕制。这也是判定高压线圈和低压线这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。圈的一种方法。此公式只适用于一个副

7、线圈的变压器【例【例1 1】：如图，一台理想变压器，原线圈如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副线圈匝，副线圈440匝，并接一个匝，并接一个100的的负负载电载电阻阻若把原线圈接在若把原线圈接在220V交流电源上，则交流电源上，则电压表示数为电压表示数为_V,电流表示数为电流表示数为_A_A440.44若上面接的是若上面接的是220V220V直流电源呢？直流电源呢？电压表示数电压表示数_V,电流表示数电流表示数_A00AV【例【例2 2】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n n1 1:n:n2 24 4：1 1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线，当导体棒在匀强磁场

8、中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表运动切割磁感线时，图中电流表A A1 1的示数的示数12mA12mA，则电流表，则电流表A A2 2的示数为的示数为（）A A3mA B3mA B0 C0 C48mA D48mA D与负载与负载R R的值有关的值有关解析：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。BU U1 1U U2 2=n n1 1n n2 22202203636=11001100n n2 2n n2 2=18018

9、0180U U2 2P P2 2I I2 2=n n2 2n n1 1I I1 1I I2 218018011601160110011003636=n n2 2 P P2 2=n n1 1 U U2 2=3 3A A解：解：所以：所以：3 A练习练习1.1.一理想变压器，原线圈匝数一理想变压器，原线圈匝数n n1 1=1100=1100，接在电压接在电压220V220V的交流电源上，当它对的交流电源上，当它对11 11只并只并联的联的“36V“36V，60w”60w”的灯泡供电时，灯泡正的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数常发光。由此可知副线圈的匝数n n2 2=_=_，通过原线圈

10、的电流通过原线圈的电流 I I1 1=_=_。练习练习2 2、如图所示，理想变压器原副线圈匝数、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为比为4:14:1，原线圈中的电阻，原线圈中的电阻A A与副线圈中的负与副线圈中的负载电阻载电阻B B阻值相等。阻值相等。a ba b端加一交流电压端加一交流电压U U后，后，（1 1）两电阻消耗的功率之比为多少？）两电阻消耗的功率之比为多少？（2 2）两电阻两端电压之比为多少？）两电阻两端电压之比为多少？（3 3）B B电阻两端电压为多少？电阻两端电压为多少？n1n2BAUab（1 1）1:161:16（2 2）1:41:4 （3 3）UB=174U一、变压器的构

11、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：构造：二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理：1 1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生 的互相感应现象的互相感应现象 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三、理想变压器的变压规律 U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2四、理想变压器的变流规律：四、理想变压器的变流规律：I I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1 五、常用变压器五、

12、常用变压器小结小结补充内容一、几种常用变压器一、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？自耦变压器的原副线圈共用一个线圈2.2.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 使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数U U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R二，输入输出电压、电流、功率大小之间二，输入输出电压、电流

13、、功率大小之间的因果关系的因果关系 1.输入功率输入功率P1由输出功率由输出功率P2决定；决定；P1P22.U1由电源决定；由电源决定；3.U2由由U1和匝数比决定；和匝数比决定；U2n2/n1U14.I2由由U2和负载决定；和负载决定；I2U2R5.I1由由I2和匝数比决定；和匝数比决定；I1n2/n1I2AVR1R2SA 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

14、增大例、例、如图所示：理想变压器的原线圈接高电如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。压，变压后接用电器，线路电阻不计。S S原来原来闭合，且闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么交流电压断开，那么交流电压表的示数表的示数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将分别是：将分别是：D D练练习习、如如图图所所示示，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n1：n2=3：1，有有四四只只相相同同的的灯灯泡泡连连入入电电路路中中，若若灯灯泡泡L2、L3、L4均均

15、能能正正常常发发光光，则则灯灯泡泡L1（）A、也能正常发光、也能正常发光B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C、将会烧坏、将会烧坏D、不能确定、不能确定1n2n1L3L4L1U1L2三、有多个副线圈的理想变压器的问题三、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

16、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 2

17、I I3 3n n3 3）n n1 1（16016046004600）110011002.24A2.24A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

18、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=0.095A练习如图所示，理想变压器的原线圈接上练习如图所示，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“10V24W”“10V24W”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。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢