《高中物理第二章交变电流6变压器课件教科版选修3_2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第二章交变电流6变压器课件教科版选修3_2（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6变压器 第二章交变电流 1 了解变压器的构造及几种常见的变压器 理解变压器的工作原理 2 掌握理想变压器的功率关系 3 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 目标定位 二 理想变压器的规律 三 电压互感器和电流互感器 栏目索引 一 变压器的结构与原理 对点检测自查自纠 一 变压器的结构与原理 知识梳理 1 变压器的结构 如图1所示 为变压器的示意图和在电路图中的符号 图1 1 变压器的构造 闭合铁芯 原线圈 匝数用n1表示 副线圈 匝数用n2表示 输入电压是U1 输出电压是U2 两个线圈都绕在上 闭合铁芯 答案 3 原 副线圈的地位 1 原线圈在其所处回路中充当负载 2
2、副线圈在其所处回路中充当 4 变压器 填 改变 或 不改变 交流电的频率 2 原线圈 与相连接的线圈 又叫做 3 副线圈 与相连的另一个线圈 又叫做 2 变压器的工作基础是互感现象 由于互感作用 穿过原 副线圈的磁通量相等 磁通量的变化率相等 若原线圈匝数为n1 则U1 n1 副线圈匝数为n2 则U2 n2 所以 答案 交流电源 初级线圈 负载 次级线圈 电源 不改变 深度思考 1 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上 一个线圈连接到交流电源的两端 另一个线圈连接到小灯泡上 如图2所示 小灯泡能发光吗 为什么 答案能 当左边线圈加上交流电压时 左边线圈中就有交变电流 它在铁芯中产生周期
3、性变化的磁通量 根据法拉第电磁感应定律知 在左 右线圈中都要产生感应电动势 右线圈作为电源给小灯泡供电 小灯泡就会发光 答案 图2 2 若把交流电源改为蓄电池 小灯泡发光吗 答案不发光 典例精析 例1理想变压器正常工作时 原 副线圈中一定相同的物理量是 A 每匝线圈中磁通量的变化率B 交变电流的频率C 原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D 原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 总结提升 ABC 答案 返回 总结提升 变压器能改变交变电压 交变电流 但不能改变功率和交变电流的频率 返回 二 理想变压器的规律 知识梳理 1 理想变压器的特点 1 变压器铁芯内无漏磁 无发热损失 2 原副线圈不计内
4、阻 即也无能量损失 2 理想变压器的功率关系从能量守恒看 理想变压器的输入功率输出功率 即P入 3 变压器的变压关系 1 只有一个副线圈 2 有多个副线圈 答案 等于 P出 4 电流关系 1 只有一个副线圈时 由U1I1 U2I2 得 n1I1 n2I2 即 2 当有多个副线圈时 由I1U1 I2U2 I3U3 得 n1I1 n3I3 5 电压 电流 功率的制约关系 1 电压制约 输入电压决定输出电压 填 U1 或 U2 2 功率制约 决定 这体现了能量守恒的特点 填 P出 或 P入 3 电流制约 输出电流决定输入电流 填 I1 或 I2 n2I2 U1 U2 P出 P入 I2 I1 答案 深
5、度思考 变压器为什么不能改变交流电的频率 答案因为原 副线圈中的磁通量变化情况相同 所以变压器不能改变交流电的频率 答案 例2如图3所示 理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 2 1 和均为理想电表 灯泡电阻RL 6 AB两端电压u1 12sin100 t V 下列说法正确的是 A 电流频率为100HzB 的读数为24VC 的读数为0 5AD 变压器输入功率为6W 典例精析 解析答案 总结提升 图3 返回 答案D 总结提升 总结提升 1 电压表 电流表示数均为有效值 2 理想变压器P入 P出 3 变压器不改变频率 即原 副线圈电流频率相等 针对训练如图4所示 将额定电压为60V的用电器 通过一
6、理想变压器接在正弦交变电源上 闭合开关S后 用电器正常工作 交流电压表和交流电流表 均为理想电表 的示数分别为220V和2 2A 以下判断正确的是 A 变压器输入功率为484WB 通过原线圈的电流的有效值为0 6AC 通过副线圈的电流的最大值为2 2AD 变压器原 副线圈匝数比n1 n2 11 3 图4 解析答案 解析变压器的输入功率P1 P2 I2U2 2 2 60W 132W 选项A错误 答案BD 例3如图5所示 理想变压器三个线圈的匝数之比为n1 n2 n3 10 5 1 其中n1接到220V的交流电源上 n2和n3分别与电阻R2 R3组成闭合回路 已知通过电阻R3的电流I3 2A 电阻
7、R2 110 求通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1 图5 解析答案 总结提升 返回 解析由变压器原 副线圈电压比等于其匝数比可得 加在R2上的电压 根据输出功率等于输入功率得 U1I1 U2I2 U3I3代入数据解得通过原线圈的电流为 I1 0 7A 答案1A0 7A 总结提升 总结提升 含多个副线圈的变压器 电压仍与匝数成正比 但电流关系只能通过功率关系来判断 返回 1 电压互感器 1 构造 小型降压变压器 如图6甲所示 2 接法 原线圈在高压电路中 副线圈接电压表 为了安全 外壳和副线圈应 3 作用 将电压变为电压 通过测量低电压 计算出高压电路的电压 三 电压互感器和电流互感器
8、 知识梳理 图6 并联 接地 高 低 答案 2 电流互感器 1 构造 小型升压变压器 如图乙所示 2 接法 原线圈在被测电路中 副线圈接电流表 为了安全 外壳和副线圈应 3 作用 将电流变成电流 通过测量小电流 计算出被测电路中的大电流 串联 接地 大 小 答案 典例精析 例4普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流 通常要通过电流互感器来连接 如图7所示 图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少 工作时电流为Iab cd一侧线圈的匝数较多 工作时电流为Icd 为了使电流表能正常工作 则 A ab接MN cd接PQ Iab IcdB ab接MN cd接PQ Iab IcdC ab接PQ
9、cd接MN Iab IcdD ab接PQ cd接MN Iab Icd 解析答案 图7 总结提升 返回 解析根据单一副线圈的理想变压器原理 电流比值等于匝数比的倒数 可得ab接MN cd接PQ Iab Icd 故B正确 B 总结提升 1 电压互感器U1 U2 n1 n2 2 电流互感器I1 I2 n1 n2 3 电压互感器应并联接入电路 电流互感器应串联接入电路 返回 1 变压器原理分析 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B 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D 原线圈中的电流通过铁芯流
10、到了副线圈 C 对点检测自查自纠 1 2 3 4 解析答案 解析通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的 由于面积S不变 故磁通量 变化 A错误 因理想变压器无漏磁 故B错误 由互感现象知C正确 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 故D错误 2 理想变压器基本规律的应用 如图8所示为一理想变压器 原 副线圈匝数比为20 1 两个标有 12V 6W 的灯泡并联在副线圈的两端 当两灯泡都正常工作时 原线圈电路中电压表和电流表 可视为理想电表 的示数分别是 A 120V 0 10AB 240V 0 025AC 120V 0 05AD 240V 0 05A 1 2
11、3 4 解析答案 图8 D 1 2 3 4 3 理想变压器基本规律的应用 多选 如图9所示 一理想变压器的原线圈A B两端接入电压为u 3sin314tV的交变电流 原线圈匝数n1 100匝 副线圈匝数n2 200匝 则 A 将击穿电压为6V的电容器接在C D两端 能正常工作B 把电磁打点计时器接在C D两端 打点周期为0 02sC 把额定电压为6V的小灯泡接在C D两端 小灯泡能正常工作D 把交流电压表接在C D两端时 电压表读数为8 48V 解析答案 图9 1 2 3 4 答案BC 1 2 3 4 4 互感器的应用 如图10所示 L1和L2是高压输电线 甲 乙是两只互感器 若已知n1 n2 1000 1 n3 n4 1 100 图中电压表示数为220V 电流表示数为10A 则高压输电线的送电功率为 A 2 2 103WB 2 2 10 2WC 2 2 108WD 2 2 104W 解析答案 返回 解析由电流互感器知高压输电线中电流I 1000A 由电压互感器知高压输电线的电压U 220 103V 则高压输电线的送电功率P UI 2 2 108W 图10 C 本课结束
