《湖北省丹江口市高中物理第五章交变电流5.4变压器1课件新人教版选修32》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北省丹江口市高中物理第五章交变电流5.4变压器1课件新人教版选修32（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、在输电过程中，电压必须进行调整。在输电过程中，电压必须进行调整。用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V扫描仪扫描仪12V防身器防身器3000V手机充电器手机充电器4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管12万伏万伏录音机录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管34万伏万伏 但我们国家民用统一供电均为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那么如何使这些额定电压不是220V的电器的电器设备正常工作的呢？设备正常工作的呢？ 生活中需要各种电压生活中需要各种电
2、压需改变电压，以适应各种不同电压的需要。需改变电压，以适应各种不同电压的需要。变压器变压器变压器变压器就是就是改变改变交流交流电压电压的设备的设备城乡变压器城乡变压器可拆式变压器各式变压器各式变压器思考与讨论思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈合铁芯上，一个线圈连到电源连到电源的两端的两端： (1)恒定直流恒定直流 (2)正弦交流正弦交流 另一个线圈连到小灯泡上。另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？小灯泡可能发光吗？1、示意图示意图(1)闭合铁芯闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而成绝缘硅钢片叠合而成)(2)原线圈原线圈(初级线圈
3、初级线圈) 其匝数用其匝数用n1表示表示 与交变电源相连与交变电源相连(3)副线圈副线圈(次级线圈次级线圈) 其匝数用其匝数用n2表示表示 与负载相连与负载相连(4)输入电压输入电压U1 输出电压输出电压U2一、变压器的构造一、变压器的构造原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯U1U2 n1n22、符号、符号问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？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，那么在给原线变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈圈接交变电压接交变电压U1后，副线圈是否产生电后，副线圈是否产生电压压U2？n1n2n1n2无铁芯无铁芯有铁芯有铁芯铁芯
4、与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘原线圈原线圈接接 交交流流 电电在铁芯中在铁芯中产生变化产生变化的磁通量的磁通量副线圈副线圈产生感产生感应电动势应电动势在铁芯中在铁芯中产生变化产生变化的磁通量的磁通量二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理互感现象互感现象副线圈副线圈有有 交交流流 电电原线圈原线圈产生感产生感应电动势应电动势互感现象互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能电能 磁场能磁场能 电能电能转化转化(U1、I1) (变化的磁场变化的磁场) ( U2、I2)二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线
5、线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n2 0ett1t2t3t4若给原线圈接直流电压若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压副线圈电压U2?=0无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损理想变压理想变压器的特点：器的特点：三、理想变压器三、理想变压器没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%99%，所以理论研究时我们把它当成，所以理论研究时我们把它当成100%（理（理想变压器）是没有问题的。想变压器）是没有问题的。三
6、、理想变压器三、理想变压器没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器P入入P出出输入功率等于输出功率输入功率等于输出功率线圈两端的电压与线圈两端的电压与 线圈匝数线圈匝数有什么关系？有什么关系？四、理想变压器的变压规律四、理想变压器的变压规律猜测：猜测：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数实验实验：探究变压器线圈两端的探究变压器线圈两端的 电压与匝数的关系电压与匝数的关系 方法：控制变量法方法：控制变量法注意：注意：1)原线圈电压不要超过原线圈电压不要超过12伏伏.2)用多用电表的交流电压档测电压，用多用电表的交流电压档测电压，先用大量程后用小量程先用大量程后用小量程
7、.3)设计表格记录结果设计表格记录结果.1)改变副线圈匝数改变副线圈匝数(交流电压、原线圈匝数恒定交流电压、原线圈匝数恒定)U1=4V n1(0-2) n2 U2/V 0-2 0-8 0-14实验过程实验过程2)改变原线圈匝数改变原线圈匝数(交流电压、副线圈匝数恒定交流电压、副线圈匝数恒定)U1=4V n2(0-4) n1 U2/V 0-2 0-8 0-143)改变交流电压改变交流电压(原线圈匝数、副线圈匝数恒定原线圈匝数、副线圈匝数恒定)n1:n2=2:1 U1/V U2/V 2 4 6 8 10实验结论实验结论误差允许范围内误差允许范围内误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗误差产生原
8、因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n2问题：请应用法拉第电磁感应问题：请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器中原副定律，推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。线圈电压与匝数的关系。理论推导理论推导 原、副线圈中通过的磁通原、副线圈中通过的磁通量始终相同量始终相同(无漏磁无漏磁),因此产因此产生的感应电动势分别是：生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有若不考虑原副线圈的内阻有: U1=E1 U2=E2 四、理想变压器的变压规律四、理想变压器的变压规律I1U2U1n1n2I2R原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副
9、线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n21、n2 n1 U2U1升压升压变压器变压器3、n2 n1 U2 U1降压降压变压器变压器2、n2 =n1 U2=U1等压等压变压器变压器理想变压器原副线圈的理想变压器原副线圈的端电压端电压 跟它们的跟它们的匝数匝数成成正比正比理想变压器输入功率等于输出功率理想变压器输入功率等于输出功率即即: : U1I1=U2I2P入入= P出出五、理想变压器的变流规律五、理想变压器的变流规律理想变压器原副线圈的理想变压器原副线圈的电流电流 跟它们的跟它们的匝数匝数成成反比反比此公式只适用于一个副线圈的变压器此公式只适用于一个副线圈的变压器1.1.互感器互感
10、器 A电电流流互互感感器器电电压压互互感感器器V 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路与电路并联并联，原线，原线圈匝数圈匝数多于多于副线圈副线圈匝数匝数 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路与电路串联串联，原线，原线圈匝数圈匝数少于少于副线圈副线圈匝数匝数六、常用变压器六、常用变压器钳钳形形电电流流表表2.2.自耦变压器自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器问题问题: :有没有只用一组线圈来实现变压的变有没有只用一组线圈来实现变压的变压器压器? ?一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1示意图示意图 2 2符号符号二、变压器的工作原理：二、
11、变压器的工作原理： 1 1、互感互感现象：变压器只能改变现象：变压器只能改变交流电交流电的电压和电流的电压和电流 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器：理想变压器：三、理想变压器的三、理想变压器的变压变压、变流变流规律：规律：四、常用变压器四、常用变压器5.4 变压器变压器 小结小结P入入P出出 1、理想变压器原、副线圈的匝数比、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速直线运动切割磁感线时,图中电流表图中电流表A1的的示数示数12mA,则电流表则电流表A2的示数为的
12、示数为( )A3mA B0 C48mA D与负载与负载R的值有关的值有关B七、课堂练习七、课堂练习 2、一台理想变压器原线圈、一台理想变压器原线圈的匝数为的匝数为4400匝匝,与与220V的电源相的电源相连连,当副线圈接入额定电压为当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时的灯泡时,能够正常发光能够正常发光.则变压器则变压器副线圈的匝数为副线圈的匝数为( )A、36匝匝 B、72匝匝 C、720匝匝 D、1440匝匝C 3、一理想变压器，原线圈匝数、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压，接在电压220V的交流电源的交流电源上，当它对上，当它对11只并联的只并联的“36V,60w”的灯泡供
13、电时的灯泡供电时,灯泡正常发光灯泡正常发光.由此可由此可知副线圈的匝数知副线圈的匝数n2=_，通过原线，通过原线圈的电流圈的电流 I1 =_。1803A 4、钳形电流表的外形和结构如图、钳形电流表的外形和结构如图(a)所示。所示。图图(a)中电流表的读数为中电流表的读数为1.2A 。图。图(b)中用同一电中用同一电缆线绕了缆线绕了3匝，则匝，则( )A.这种电流表能测直流电流这种电流表能测直流电流,图图(b)的读数为的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流这种电流表能测交流电流,图图(b)的读数为的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流这种电流表能测交流电流,图图(b)的读数为的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流，又能测交流电流，图图(b)的读数为的读数为3.6AC
