5.4变压器_课件1剖析

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1、变 压 器,问题:我们使用的各种用电器需要的电压各不相同,而照明电路的电压是220V,怎样解决这个问题? 各种各样的变压器,1、变压器的构造:变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。,一个线圈跟电源连接,叫原线圈(初级线圈);另一个线圈跟负载连接,叫副线圈(次级线圈)。,问题:一个线圈连到交流电源两端,另一个线圈连到电压表上,电压表有读数吗?为什么? 2、变压器的原理: 1)当原线圏接交流电时,副线圏中的磁通量发生了变化,副线圏中产生感应电流。互感现象是变压器工作的基础。 2)从能量转化的角度,变压器是把电能转化为磁场能,再将磁场能转化为电能的装置。,问题:变压器在工作时,哪些地方有能量

2、损失?如何减小损失? 答:线圈电阻发热,铁芯形成涡流,铁芯漏磁。 答:线圈导线用铜线尽量粗些,铁芯用硅钢片组合成,铁芯应是闭合的。,3、理想变压器模型 在电能的传输过程中没有能量损失的变压器,是一种理想化模型。,问题:变压器是如何改变电压的呢?线圈的电压可能与哪些因素有关?请猜想。 探究1、副线圈匝数对输出电压的影响。 探究2、原线圈匝数对输出电压的影响。,4、理想变压器的规律: 1)电压规律:U1/U2=n1/n2 当n2n1时,U2U1,变压器使电压升高,这种变压器叫做升压变压器; 当n2n1时,U2U1,变压器使电压降低,这种变压器叫做降压变压器. 2)功率规律:P入=P出 或 U1I1

3、U2I2 3)电流规律:I1/I2=n2/n1,4)频率规律: 变压器输出电压与输入电压的频率相等,5、几种常用的变压器 1)自耦变压器:原副线圈用同一只线圈。 问题:自耦变压器是升压变压器,还是降压变压器?,2)互感器(测电压、电流) 问题:两个互感器在连接时有什么区别? 问题:两个互感器匝数有什么区别?,小结: (1)变压器主要由铁芯和线圈组成。 (2)变压器可改变交变电流的电压和电流,利用了原副线圈的互感现象。 (3)理想变压器规律:,例1、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2,原线圈加交变电压Ul,以下说法正确的是: A、S断开时,MN电压最大,ON电压为零; B、S断开

4、时,MN电压为零,ON电压为U1n2n1; C、S闭合时,MN电压为Uln2nl; D、S闭合,且滑动触头向下滑时,原线圈电流变小,副线圈电流变大。,BC,例2、如图所示,理想自藕变压器接在电压为U的正弦交流电源上,当开关S接a时,交流电流表与交流电压表的示数分别是I1和U1,当开关S接b时,两表示数又分别变为I2和U2,由此可知 A、U1U2,I1I2 B、U1U2,I1I2 C、U1U2,I1I2 D、U1U2,I1I2,D,例3、如图所示,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速直线运动切割磁感线时,电流表A1的示数是12mA,则电流表A2的示数为(

5、 ) A、2mA B、0mA C、48mA D、与负载R的值有关,B,例4、如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1:n2=4:1,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一交流电压后,两电阻消耗的电功率之比PA:PB=_,两电阻两端的电压之比UA:UB=_。,1:16,1:4,例5、如图所示,(a)是一理想变压器的电路连接,(b)是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象,已知原副线圈的匝数比为10:1,开关S断开电流表A2的示数为2A,求: (1)变压器输入功率和电压表的示数; (2)将开关S闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况。,40W 20V,

6、例6、如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈1接220V的交流电源,副线圈2的匝数为30匝,两端并有“12V、12W”的灯泡L正常发光,副线圈3的输出电压为110V,接有电阻R,通过R的电流为0.4A,求: (1)副线圈3的匝数n3; (2)原线圈1的匝数n1 和通过它的电流I1。,275匝,550匝 0.25A,例7、在绕制变压器时,将两个线圈在如图变压器铁芯的左右两个臂上。当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都一半通过另一个线圈。已知线圈1、2的匝数之比为2:1。在不接负载的情况下( ) A、线圈1输入电压220V,线圈2输出电压110V B、线圈1输入电压220V,线圈2输出电压55V

7、 C、线圈2输入电压110V,线圈1输出电压220V D、线圈2输入电压110V,线圈1输出电压110V,BD,例8、四个相同的电灯与理想自耦变压器连接,当接上交流电源后,四个电灯均正常发光,则电压之比U1:U2为( ) A、1:1 B、3:1 C、4:1 D、5:1,C,例9、完全相同的灯泡全部正常发光,三个线圈的匝数之比为:_,4:1:2,例10、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2:n3=44:3:1,原线圈两端输入电压U1=220V,在变压器输出端如何连接可使一盏“20V 10W”灯泡正常发光?如何连接可使一盏“10V 5W”灯泡正常发光?通过计算,分别画出连接图。,例11、如图(甲)所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D,在变压器的输入端加上如图(乙)所示的交变压 ,设t=0时刻为a“+”、b“-”,则副线圈输出的电压的波形(设c端电势高于d端电势时的电压为正)是图中的( ),B,

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