新高中物理 2.6变压器（问题探究式）课件 粤教选修32.ppt
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1、第二章第二章 交变电流交变电流 学案学案6 6 变压器变压器2021/8/8 星期日1复习提问复习提问1 1、产生感应电动势条件是什么？、产生感应电动势条件是什么？3 3、什么是互感现象？、什么是互感现象？2 2、法拉第电磁感应定律内容是？、法拉第电磁感应定律内容是？2021/8/8 星期日2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
2、视机显像管34万伏万伏 在我们使用的各种用电器中，所需的电在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，那么如何解决这一问题呢？，那么如何解决这一问题呢？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就是改变交流电压的设备变压器就是改变交流电压的设备2021/8/8 星期日3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2021/8/8 星期日42.2.示意图示意图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
3、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）副线圈(次级线圈次级线圈)一、认识变压器一、认识变压器2021/8/8 星期日5一、认识变压器一、认识变压器问题：变问题：变压器原副压器原副线圈不相线圈不相通，那么通，那么在给原线在给原线圈接交变圈接交变电压电压U1后，后，副线圈电副线圈电压压U2是怎是怎样产生的样产生的？2021/8/8 星期日6 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 电能转化电能转化(U1、I1)
4、(变化的磁场变化的磁场)(U2、I2)=0一、认识变压器一、认识变压器思考：若给原线圈接直流电压思考：若给原线圈接直流电压U1,U1,副线圈电压副线圈电压U2?U2?2021/8/8 星期日7关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈原线圈中的电流通过铁芯流到
5、了副线圈1 1 1 1通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的由互感现象知由互感现象知C正确正确理想变压器无漏磁理想变压器无漏磁原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起原副线圈通过磁场联系在一起2021/8/8 星期日8思考：原、副线圈的电压与什么因素有关系？请你思考：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。根据所学过的知识进行猜想。实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系 二、探究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的
6、电压与匝数的关系2021/8/8 星期日9思考：原、副线圈的电压与什么因素有关系？请你思考：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。根据所学过的知识进行猜想。实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系 二、探究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的电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2021/8/8 星期日10二、探究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的电压与匝数的关系2021/8/8 星期日11实验结论误差允许范围
7、内误差允许范围内二、探究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的电压与匝数的关系2021/8/8 星期日12思考：思考：1 1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？损耗呢？2 2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交、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变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？二、探究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的电压与匝数的关系2021/8/8 星期日13演示：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观演示：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
8、线圈两端的小灯泡亮度变化。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部分贯穿副线圏。部分贯穿副线圏。二、探究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的电压与匝数的关系 有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。的作用。2021/8/8 星期日14 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。理论推导理论推导二、探
9、究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的电压与匝数的关系2021/8/8 星期日15无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损理想变压理想变压器的特点：器的特点：理想变压器模型理想变压器模型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二、探究变压器的电压与匝数的关系二、探究变压器的电压与匝数的关系2021/8/8 星期日161、n2 n1 U2U1升压变压升压变压器器2、n2 n1 U2 U1降压变压降压变压器器 实验和理论分析都表明：理想变压器实验和理论分析都表明：理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比原副线圈的电压跟它们的匝数成正比二、电压与匝数的关系二、电压与匝数
10、的关系2021/8/8 星期日17如图所示，一输入电压为如图所示，一输入电压为220 V、输出电压为、输出电压为36 V的变压器副线的变压器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，然后将原线圈匝线圈，然后将原线圈接到接到220 V交流电源上，测得新绕线圈交流电源上，测得新绕线圈 的端电压为的端电压为1 V，按理想，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A1 100,360 B1 100,
11、180C2 200,180 D2 200,3602 2 2 2由由U1 U2 U3n1 n2 n3可得可得n1n3U1/U31 100匝，匝，n2n1U2/U1180匝匝2021/8/8 星期日18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出出理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数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三、理想变压器原副线圈中的电流三、理想变压器原副线圈中的电流2021/8/8 星期日19如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈如图所示，
12、在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为匝数分别为n1600，n2120，电源电压，电源电压U1220 V，原线圈中串，原线圈中串联一个联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()A负载功率不能超过负载功率不能超过44 WB副线圈电流最大值不能超过副线圈电流最大值不能超过1 AC副线圈电流有效值不能超过副线圈电流有效值不能超过1 AD副线圈电流有效值不能超过副线圈电流有效值不能超过0.2 A由由P入入P出可知出可知P入入U1I144 W又由又由U1/U2n1/n2得得U244 V，故，故I2不能大于不能大于1 A，负载功，负载功率不
13、超率不超44 W.3 3 3 32021/8/8 星期日20用用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则，通过负载的电流图象如图所示，则()A变压器输入功率约为变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是变压器原、副线圈匝数比是1 2D负载电流的函数表达式负载电流的函数表达式0.05sin(100t/2)An1:n2=U1:U2=2：1 i0.05sin(100t)A 4 4 4 42021/8/8 星期日211.
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