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1、 第四节 变压器 用电器额定工作电压用电器额定工作电 压 随身听3V机床上的照明灯 36V 扫描仪12V防身器3000V 手机充电 器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像 管 几万伏 录音机6V 9V 12V彩色电视机显像 管 十几万伏 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220V的电器设备正常工作呢？ 1.几种常见的变压器 1）闭合铁芯 2）原线圈：跟电源相连（也叫初级线圈）其匝 数用nl表示输入电压：U1 3）副线圈：跟负载相连（也叫次级线圈）其匝 数用n2表示输出电压：U2. 2.变压器的结构和符号变压器 课件.exe 原线圈 副线圈 铁芯 U1U2
2、 电路符号 二、变压器的工作原理：变压器 课件.exe 原线圈中交变电流铁芯中产生交 变磁通量交变磁通量同时穿过原 、副线圈在原副线圈中产生感应 电动势 副线圈闭合，则副线圈中产生交变电 流 1、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。变压器的工作基础就是互感现象。由 于互感现象，原、副线圈虽然不相连，电能却能通过磁 场从原线圈到达副线圈。 2、能量转化：电能磁场能电能 三、变压器的变压规律 原、副线圈中电流共同产生的磁通量，绝大部分通过铁 芯，只有小部分漏到铁芯之外，通常计算中忽略漏掉的 磁通量，认为两个线圈的交变磁通量相同（ 相同 ），因而每匝线圈的感应电动势相等。设：
3、原线圈的匝 数为n1，副线圈的匝数为n2， 则：原线圈的电动势为E1n1/t 副线圈的电动势为E2n2/t 若不考虑原副线圈的内阻有 U1=E1 U2=E2 3、理想变压器 这种忽略 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理想变压器。这 是物理学中又一种 理想化模型 可见： 理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个 线圈的匝数比。 U1/U2=n1/n2 n2n1时，U2U1 升压变压器 n2n1时，U2U1 降压变压器 变压器的原副线圈的电流I1、I2之间又有什么 关系呢？ 分析：实际的变压器正常工作时，从原线圈 输入的功率一部分从副线圈输出，还有另一部 分消耗在发
4、热上，但是消耗的功率一般不超过 百分之几，像大型的变压器的 效率能达到97 99.5，这样的变压器我们可以认为是理想 变压器，即它们的输入电功率等于输出的电功 率， P入P出 请同学们推道出理想变压器的变流规律 四、理想变压器的变流规律： 推导：P入P出 即： I1U1I2U2 由：U1/U2=n1/n2 可知：I1/I2=n2/n1 （2） 变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流 跟它们的匝数成反比 电 压高的线圈匝数多，通过的电流小，可 用 较细的 导线绕制， 电压低的线圈匝数少，通过的电流大，应 当用较粗的导线绕制。 1.自耦变压器 U2U1 A B P U1 U2 n1 n2 升压变压器
5、 n1 n2 U1 U2 降压变压器 问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器 ？ 调压变压 器就是一 种自耦变 压器 二、几种常见的变压器 2.互感器 A 电流互感器电压互感器 V 在电压互感器电路中，为什么副线圈 的匝数比原线圈的少？在电流互感器的电 路中，为什么副线圈的匝数比原线圈的多? 是“随意” 画的，还是必须这样？ 2.互感器 A 电流互感器电压互感器 V 使用时把原线圈与 电路并联，副线圈匝 数少,把高电压变成低 电压，就是一个降压 变压器，方便测量。 使用时把原线圈与 电路串联，副线圈匝 数多，是一个升压变 压器，升压降流，把 大电流降成小电流， 方便测量。 巩固练习 1
6、. 变压器原线圈1400匝，副线圈700匝，并接有电阻R， 当变压器工作时原副线圈中 A电流频率之比为21 B功率之比为21 C电流之比为21 D电压之比为21 D 练1、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，图中电流表A1的示数12mA ，则电流表A2的示数为 （ ） A3mA B0 C48mA D与负载R的值有关 B 1803 A 练习2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100 ，接在电压220V的交流电源上，当它对11只 并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡 正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_ ，通过原线圈的电流
7、I1 =_。 图（a） A 铁芯 图（b） C 练3、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a ）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线绕 了3匝，则 A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （ b）的读数为3.6A 练4、为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一 般都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原 理简图 问： （1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因是 什么？ （2）如果站在地上的人
8、不小心接触火线时，b线圈为 什么会产生感应电流？ 答案 （1）电流互感器a侧两线圈完全相同， 流过两线圈的电流大小相等，方向相反，它们 产生的磁场相互抵消，b侧线圈磁通量总为零 而不变，线圈中不产生感应电流 （2）火线的电流有一部分流经人体，流入大地 另一部分由零线流回发电厂，a侧两线圈电流大 小不等，产生“剩余电流”在铁芯中产生变化 的“剩余磁通”，b侧线圈中磁通量发生变化， 线圈中产生感应电流 六、有多个副线圈的理想变压器的问题 一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原 线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3 ，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流 分别为I1、I2和I3，
9、例、一台理想变压器原线圈匝数n11100匝， 两个副线圈的匝数分别是n260匝，n3600 匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I21A ，I34A，求原线圈中的电流。 2.24A 练、如图所示：理想变压器的交流输入电压 U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标 有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接 在两副线圈上均正常发光，求： （1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3. （2）原线圈的电流I1。 n3 n2 n1 （1）n11320匝 n3= 72匝 （2）I1=0.095A 练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈 的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡 连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光 ，则灯泡L1 （ ） A、也能正常发光 B、较另三个灯暗些 C、将会烧坏 D、不能确定 n2n1 L3L4 L1 L2 A
