高二物理选修变压器.ppt

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1、高二物理选修变压器高二物理选修变压器在输电过程中，电压必须进行调整。在输电过程中，电压必须进行调整。用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V扫描仪扫描仪12V防身器防身器3000V手机充电器手机充电器4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管12万伏万伏录音机录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管34万伏万伏 在在我们使用的各种用电器中，所需的电我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一

2、问题呢？，那么如何解决这一问题呢？生活中需要各种电压生活中需要各种电压需改变电压，以适应各种不同电压的需要。需改变电压，以适应各种不同电压的需要。变压器变压器变压器变压器就是就是改变改变交流交流电压电压的设备的设备城乡变压器城乡变压器各式变压器各式变压器可拆式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器变电站的大型变压器观察变压器结构2.2.示意图示意图一、变压器的构造一、变压器的构造铁芯铁芯原线圈原线圈副线圈副线圈3.3.电路图中符号电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘n1n21.1.构造：构造：（1 1）闭合铁芯）闭合铁芯 （2 2）原线圈）原线圈(初级线圈初级线圈)（3 3）副线圈）

3、副线圈(次级线圈次级线圈)思考与讨论思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈上，一个线圈连到交流电源连到交流电源的两端，另一个线圈连到小的两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。问题：问题：变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈变压器原副线圈不相通，那么在给原线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是怎样产生的？是怎样产生的？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

4、电能转化转化(U1、I1)(变化的磁场变化的磁场)(U2、I2)二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理思考：思考：若给原线圈接直流电压若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压副线圈电压U2?=0互感现象思考：原、副线圈的电压与什么因素有关系？请你根据所学过的知识进行猜想。三、变压器的变压规律三、变压器的变压规律实验：实验：探究变压器线圈两端电探究变压器线圈两端电压与匝数的关系压与匝数的关系 原线圈原线圈副线圈副线圈电压电压U U1 1匝数匝数n n1 1匝数匝数n n2 2电压电压U U2 2数据记录及处理数据记录及处理实验结论实验结论误差允许范围内误差允许范围内思考：思考：1 1、实际的、实际

5、的变压器在运行时，哪些地方有能量变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？损耗呢？2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？演示：演示：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。分析：分析：若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁通量只有一小若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于

6、铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：电能电能磁能磁能电能。铁芯起到了能量转换的作用。电能。铁芯起到了能量转换的作用。无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损理想变压器的特点：理想变压器模型理想变压器模型没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到

7、97%97%99%99%，所以理论研究时我们把它当成，所以理论研究时我们把它当成100%100%（理想变压（理想变压器）是没有问题的。器）是没有问题的。理想变压器也是一个理想化模型。请根据互感原理推导变压器原、副线请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。圈的电压与匝数的关系。理论推导理论分析法理论分析法原线圈原线圈 E1=副线圈副线圈 =所以所以：原原.副线圈两端电压之比等这两个线副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比。圈的匝数比。即：即：与实验结论相同与实验结论相同而而U1U21、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 实验和理论

8、分析都表明：理想实验和理论分析都表明：理想变压器原副线圈的变压器原副线圈的电压电压跟它们的跟它们的匝匝数数成成正比正比 1、一台理想变压器原线圈的匝、一台理想变压器原线圈的匝数为数为4400匝匝,与与220V的电源相连的电源相连,当副线圈接入额定电压为当副线圈接入额定电压为36V的的灯泡时灯泡时,能够正常发光能够正常发光.则变压器副则变压器副线圈的匝数为线圈的匝数为()A、36匝匝 B、72匝匝 C、720匝匝 D、1440匝匝C课堂练习课堂练习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入入=P出出四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律理想

9、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跟它们的的匝数匝数成成反比反比此公式只适用于一个副线圈的变压器此公式只适用于一个副线圈的变压器2、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的交流电源的交流电源上，当它对上，当它对11只并联的只并联的“36V,60w”的灯泡供电时的灯泡供电时,灯泡正常发光灯泡正常发光.由此可由此可知副线圈的匝数知副线圈的匝数n2=_，通过原线，通过原线圈的电流圈的电流 I1=_。1803A课堂练习课堂练习一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1示意图示意图 2 2符号符号二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原

10、理：1 1、互感互感现象：变压器只能改变现象：变压器只能改变交流电交流电的电压和电流的电压和电流 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：三、理想变压器的三、理想变压器的变压变压、变流变流规律：规律：5.4 变压器 小结P入入P出出 3、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,当导体棒在匀强磁场中向左做匀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速直线运动切割磁感线时,图中电流表图中电流表A1的的示数示数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

11、的值有关的值有关B课堂练习课堂练习学以致用，知识延伸学以致用，知识延伸思考：交流电压表有一定的量度范围，它思考：交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压。如何测量高压线上的交流电压？电压。如何测量高压线上的交流电压？五、几种常用变压器五、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 使用时把原线圈与使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数数少于副线圈匝数互感器也是一种变压器，它可以把不互感器也是一种变压器，它可以把不能直接测量的高电压，大电流变换成能直接测量的高电压，大电流变换成低电压、小电流后再测量低电压、小电流后再测量