内蒙古准格尔旗物理 5.4变压器 新人教版选修3-2.ppt

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1、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把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯，一个线圈合铁芯，一个线圈连到电源连到电源的两端的两端：(1)恒定直流恒定直流 (2)正弦交流正弦交流 另一个线圈连到额定电压为另一个线圈连到额定电压为3.8V的小灯泡的小灯泡上。小灯泡可能发光吗？上。小灯泡可能发光吗？问题：灯泡为什么没有损毁？问题：灯泡为什么没有损毁？灯泡为什么会亮？灯泡为什么会亮？5.4变压器变压器1、构造构造示意图示意图(1)闭合铁芯闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而绝缘硅钢片叠合而成成)(2)原线圈原线圈(初级线圈初级线圈)其匝数用其匝数用n1表示表示 与交变电源相连与交变电

2、源相连(3)副线圈副线圈(次级线圈次级线圈)其匝数用其匝数用n2表示表示 与负载相连与负载相连(4)输入电压输入电压U1 输出电压输出电压U2变压器的变压器的构造构造原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n22、电路图中变压器符号、电路图中变压器符号问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？问题：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是怎是怎样产生的？样产生的？n1n2n1n2无铁芯无铁芯有铁芯有铁芯互感现象互感现象 变压器通

3、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 电能电能转化转化 (U1、I1)(变化的磁场变化的磁场)(U2、I2)变压器的工作原理变压器的工作原理原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n2 0ett1t2t3t4问题：副线圈输出的电压到底和什问题：副线圈输出的电压到底和什么相关？么相关？我想知道猜测：交流电压、原线圈匝数、副线圈猜测：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数匝数方法：控制变量法方法：控制变量法1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线圈匝数。圈匝数。2.交流

4、电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原线圈匝数线圈匝数3.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压实验过程实验过程1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线圈匝数。圈匝数。U1=4V n1(0-2)n2 U2/V 0-2 0-8 0-142.交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原线圈匝数线圈匝数U1=4V n2(0-4)n1 U2/V 0-2 0-8 0-143.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压n1:n2=

5、2:1 U1/V U2/V 2 4 6 8 10实验结论误差允许范围内误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处的损耗误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处的损耗原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n2理想变压器理想变压器 如果在能量转化的过程中能量损失很小，如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器理想变压器.这是物理学中又一种这是物理学中又一种理想化模型理想化模型。原、副线圈中通过的磁原、副线圈中通过的磁通量始终相

6、同通量始终相同(无漏磁无漏磁),因此因此产生的感应电动势分别是：产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有若不考虑原副线圈的内阻有 U1=E1 U2=E2 理想变压器的变压规律理想变压器的变压规律I1U2U1n1n2I2R原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n2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几万伏几万伏录音机录音机6V 9V 12V彩色电

7、视机显像管彩色电视机显像管十几万伏十几万伏 但我们国家民用统一供电均为但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是那么如何使这些额定电压不是220V的电器的电器设备正常工作的呢？设备正常工作的呢？生活中需要各种电压的交流或直流电生活中需要各种电压的交流或直流电 理想变压器原副线圈的端电压之比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等于这两个线圈的匝数之比1、n2 n1 U2U1升压变压器升压变压器3、n2 n1 U2 U1降压变压器降压变压器2、n2=n1 U2=U1等压变压器等压变压器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:

8、U1I1=U2I2P出出=P入入理想变压器的变流规律理想变压器的变流规律也可写成也可写成: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 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

9、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、常用变压器小结小结 练练1 1、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 A

10、2 2的示数为的示数为 （）A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D与负载与负载R R的值有关的值有关B1803 A练习练习2 2、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只只并联的并联的“36V36V，60w”60w”的灯泡供电时，灯泡的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数正常发光。由此可知副线圈的匝数n n2 2=_=_，通过原线圈的电流，通过原线圈的电流 I I1 1=_=_。AVR1R2SA A.U.U 增大、增大、I I 增

11、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 增大增大练练5 5、如图所示：理想变压器的原线圈接高如图所示：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。电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S S原原来闭合，且来闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么交流电断开，那么交流电压表的示数压表的示数U U、交流电流表的示数、交流电流表的示数I I 和用电器和用电器上上R R1 1的功率的功率P P1 1将分别是：将分别是：D D