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1、变压器,学习目标： 1知道变压器的构造，知道变压器的工作原理。 2理解理想变压器正常工作时的几个关系，能应用它分析解决有关问题。 重点： 变压器正常工作时的几个关系及其应用,电击枪（电棒） 原理：通过变压器瞬间产生高压脉冲，击晕所接触生物或导致其休克，达到防身目的。,利用高压发生器及可充电池供电产生4万伏以上的强电击，使侵犯者产生一种强烈的触电感觉，全身麻木，浑身无力，瞬间丧失作恶能力，而这种高压低流的工作原理是不会造成任何伤害的。,照明灯电压220伏（中国电压标准） 机床上照明灯额定电压36伏 随身听额定电压3伏 手机充电器额定电压3.75伏 电视机显像管却需要十几万伏电压 远距离输电需要几
2、十万伏电压 交流便于改变电压，以适应各种不同的需要,变压器就是改变交流电压的设备,几种常见的变压器,认真阅读课本p40页p42页回答下列问题,1、变压器的构造如何？变压器的原理是什么？ 2、原、副线圈不套在闭合铁芯上，是否仍然存在互感现象？ 3、若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的 ？ 4、变压器工作时有没有能量损失？理想变压器有什么特点？,一、变压器的构造,1.示意图,2.构造：,（1）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）,（2）原线圈（初级线圈）其匝数用n1表示,（3）副线圈（次级线圈）其匝数用n2表示,（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.,原线圈,副线圈,铁芯,3.电路图中符
3、号,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，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？,铁芯与线圈互相绝缘,二、变压器的工作原理,-互感现象,变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（ U2、I2）转化。,原线圈,副线圈,铁芯,思考：若给原线圈接直流电压U1， 副线圈电压U2 ？,U20,原线圈 接交流电,在铁芯中产生变化的磁通量,在铁芯中产生变化的磁通量,副线圈 有交流电,原线圈产生感应电动势,副线圈产生感应电动势,互感原理,二、变压器的工作原理,1、变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能 磁场能
4、 电能 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2),问题：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?,探究1：使用可拆变压器有不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡的亮度变化?试分析原因？ 探究2：做过实验的变压器铁芯用手触摸有什么感觉？说明了什么？触摸变压器的原副线圈有什么感觉？说明什么？,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。,2、理想变压器,注意：原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化率时刻都相等,三、理想变压器的规律,原、副线圈中产生的感应电动势分别
5、是：,E1=n11/ t1,E2=n2 2 / t2,若不考虑原副线圈的内阻则 U1=E1 U2=E2,磁通量变 化率相同,1、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,n2 n1 U2U1 -升压变压器,n2 n1 U2 U1 -降压变压器,2.理想变压器输出功率应等于输入功率,即:,U2I2=U1I1,P出= P入,3、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比,此公式只适用于一个副线圈的变压器,变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。,四、几种常用变压器,1
6、.自耦变压器,升压变压器,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？,自耦变压器的原副线圈共用一个线圈,2.互感器,电流互感器,电压互感器,使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数,使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数,钳式电流仪,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,课堂练习,解析：变压器只能工作于交流电路，不能工作在恒定电流和恒定电压的电路，导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n1
7、中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈n2上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过。,A. U 增大、I 增大、P1 增大,C. U 减小、I 减小、P1 减小,D. U 不变、I 减小、P1 不变,B. U 不变、I 减小、P1 增大,2、 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。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电器上R1的功率P1将分别是：,D,变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系,1.输入功率P1由输出功率P2决定；,2.U1由电源决定；,3.U2由U1和匝数比决定；,U
8、2n2/n1U1,4.I2由U2和负载决定；,I2U2R,5.I1由I2和匝数比决定；,I1n2/n1I2,P入= P出,一、变压器的构造 1示意图 2电路图中符号 3构造：闭合铁芯、原线圈、副线圈,二、变压器的工作原理： 1、互感现象 2、能量转化：电能磁场能电能 3、理想变压器 P入P出,三、理想变压器的变压规律及变流规律：,四、常用变压器：自耦变压器、互感器,小结,（只适用于一个副 线圈的变压器）,谢谢大家,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
9、和I3，根据变压器的工作原理可得：,【例1】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。,解析：对于理想变压器，输入功率与输出功率相等，则有I1n1I2n2I3n3,I1（I2n2I3n3）n1（1604600）11002.24A,例2、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。,解：（1）由于两灯均正常发光， 所以有：U2=6V，U3=12V 根据原、副线圈电压与匝数的关系，有：U1/U2=n1/n2 n1= U1n2/U2=1320匝。 U3/U2=n3/n2，n3= U3n2/U2=72匝。 （2）根据能量守恒，有P入=P出。即I1U1=P2+P3， 则I1=（P2+P3）/U1=0.095A,练习如图所示，理想变压器的原线圈接上220V交流电压，副线圈有A、B两组，A组接4的电阻，B组接规格为“10V24W”的灯泡。已知A组的线圈匝数为30匝，两端电压为6V，灯泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。,
