《人教新课标高中物理选修3-2 5.4变压器课件(46张ppt)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教新课标高中物理选修3-2 5.4变压器课件(46张ppt)（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第五章交变电流,第四节变压器,1了解变压器的构造，理解变压器的工作原理2理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题(重点难点)3了解电压互感器和电流互感器,一、变压器的原理1构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与 连接的线圈叫原线圈，与 连接的线圈叫副线圈,电源,负载,2原理 现象是变压器的工作基础原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的 也不断变化，变化的 在副线圈中产生3作用改变交变电流的 ，不改变交变电流的 和 ,互感,磁场,磁场,感应电动势,电压,周期,频率,为什么恒定电流不能利用变压器变压？提示：互感现象是变压器的工作基础，而恒定电流产生恒定磁场，不会产
2、生互感现象，所以无法改变电压,能量损失,升压,降压,匝数之比,三、互感器1电压互感器：用来把 电压变成 电压，原线圈 在高压电路上2电流互感器：用来把 电流变成 电流，原线圈 在被测电路中,高,低,并,大,小,串,一、理想变压器的基本规律1理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热,2理想变压器原、副线圈物理量之间的关系,【温馨提示】(1)变压器可以改变交变电流的电压，不能改变交变电流的周期和频率(2)变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立(3)变压器高电压线圈匝数多而导线细，低电压线圈匝数少而导
3、线粗，这是区别高、低电压线圈的方法,二、变压器工作时的制约关系及变压器的动态分析1电压制约当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2n2U1/n1，可简述为“原制约副”2电流制约当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1n2I2/n1，可简述为“副制约原”,3负载制约(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2P负1P负2；(2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2决定，I2P2/U2；(3)总功率P入P线P2.即变压器的输入功率是由输出功率决定的,4对理想变
4、压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是RI2P2P1I1.(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2U2I2P2P1I1.,【温馨提示】(1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率(2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法,三、常见的变压器1自耦变压器如图所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压
5、器使用，也可以作为降压变压器使用,2电压互感器(1)构造：小型降压变压器，如图所示(2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地(3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压,3电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图所示(2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表；为了安全，外壳和副线圈应接地(3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流,如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为12，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光
6、若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则,理想变压器基本规律的应用,思路点拨：,答案：A,【题后总结】(1)变压器的输入功率取决于输出功率，即用多少给多少同理输入电流取决于输出电流，若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率为零(2)变压器能改变交流电压、交流电流，但不能改变功率和交变电流的频率，输入功率总等于输出功率，副线圈中交变电流的频率总等于原线圈中交变电流的频率,【针对训练】 1.如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50 Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20 的电阻串联后接在副线圈的两端图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原副线圈分别为200匝和1
7、00匝，电压表的示数为5 V则(),答案：CD,如图所示，有一理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦交流电源上，副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、R3，各交流电表的内阻对电路的影响不计，当开关S闭合时，各电表的示数变化情况是A电流表A1示数变大B电流表A2示数变大C电压表V1示数变小 D电压表V2示数变大,理想变压器的动态分析,思路点拨：开关闭合后副线圈中的电阻变化，导致电流变化，结合原副线圈中的电流、电压与匝数的关系分析原线圈中电流与副线圈两端电压解析：开关S闭合后，R2、R3并联后电阻变小，故V2变小，D错误；副线圈两端的电压由原副线圈及u1决定，故u2不变，即V1不变，所以C错误；副线圈
8、中的总电阻减小，u2不变，可知A2变大，所以B正确；原副线圈匝数一定，所以A1变大，故A正确答案：AB,【题后总结】处理这类问题的关键是要分清变量与不变量，弄清理想变压器中各量间的联系和制约关系，在理想变压器中，U2由U1和匝数比决定；I2由U2和负载电阻决定，I1由I2和匝数比决定,【针对训练】 2.某同学自制变压器，原线圈为n1匝，在做副线圈时，将导线ab对折后并在一起，在铁芯上绕n2圈，从导线对折处引出一个接头c，连成如图所示电路S为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接u1Umsin t的交流电源下列说法正确的是(),答案：BD,生活生产中常见的变压器,甲、乙是配电房中的互感器和电表的接
9、线图，下列说法中正确的是,A线圈匝数n1n2，n3n4B线圈匝数n1n2，n3n4C甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路解析：题图甲中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n1n2，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3n4，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确答案：BCD,【针对训练】 3.如图所示，L1和L2是输电线，用电压互感器和电流互感器测输电功率若已知甲的两线圈匝数比为501，乙的两线圈匝数比为120，并且已知加在电压表两端的电压为220 V，通过电流表的电流为5 A，则以下说法正确的
10、是(),A甲是电压互感器，乙是电流互感器B乙是电压互感器，甲是电流互感器C输电线的输送功率为1.21107 WD输电线的输送功率为1.1106 W,答案：AD,误区一：不能正确理解变压器变压条件【典型例题】 1.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为,A0B3 mAC48 mA D与R大小有关解析：导线AB切割磁感线产生的感应电动势为E感Blv.由于B、l、v三个量均不变，故感应电动势为一定值因此原线圈两端的电压恒定，原线圈中电流恒为12 mA.变压器原、副线圈中无法发生互感现象，副线圈输出电压应为零，故电流表A2的读数为零，选A.答案：A,误区二：对理想变压器的基本关系式理解不正确【典型例题】 2.收音机的变压器的初级线圈有1 210匝，接在U1220 V的交流电源上，变压器有两个次级线圈次级线圈的匝数为35匝，次级线圈的匝数是1 925匝如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈的电流是0.3 A时，初级线圈的电流I10.114 A求线圈中电流和输出电压(电流的计算结果保留3位有效数字),答案：见解析,谢谢观看！,
