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1、5.4n1 U2U1 -n2 n1 U2U1 -升压升压变压器变压器n2 n1 U2 U1 -n2 n1 U2 U1 -降压降压变压器变压器U1/U2= n1/n2U1/U2= n1/n2.四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律问题：原副线圈的电流可能满足何规律？问题：原副线圈的电流可能满足何规律？1.1.理想变压器输出功率应等于输入功率理想变压器输出功率应等于输入功率即即: : U1I1=U2I2U1I1=U2I2I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1P P入入= P= P出出.2.2.理想变压器原副线圈的电流跟它们
2、的匝理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比数成反比I 1/ I 2= n2 / n1I 1/ I 2= n2 / n1 变压器工作时，高压线圈匝数多而通变压器工作时，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，应当用较粗线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。的导线绕制。 这也是判定高压线圈和低这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。压线圈的一种方法。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.U1U1I1I1I2I2n1n1n2n2U2U2R R 输入输出电压、电流、功率大小之间输入输出
3、电压、电流、功率大小之间的因果关系的因果关系 1.1.输入功率输入功率P1P1由输出功率由输出功率P2P2决定；决定； P1P22.U12.U1由电源决定；由电源决定；3.U23.U2由由U1U1和匝数比决定；和匝数比决定； U2U2n2/n1U1n2/n1U14.I24.I2由由U2U2和负载决定；和负载决定； I2U2R5.I15.I1由由I2I2和匝数比决定；和匝数比决定； I1I1n2/n1I2n2/n1I2.【例【例1 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:n2n1:n24 4：1 1，当导体棒在匀强磁场中向，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁
4、感线时，图中电左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表流表A1A1的示数的示数12mA12mA，则电流表，则电流表A2A2的示数为的示数为（ ）A A3mA B3mA B0 C0 C48mA 48mA D D与负载与负载R R的值有关的值有关.解析：变压器只能工作于交流电路，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，路，导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈在线圈n1n1中通过的是恒定电流，不能中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈引起穿过线圈n2n2的磁通量变化，在副的磁通量变化，在副线圈线圈n2n2上无感应电动
5、势出现，所以上无感应电动势出现，所以A2A2中无电流通过。中无电流通过。 .【例【例2 2】一理想变压器，其原线圈】一理想变压器，其原线圈22002200匝，匝，副线圈副线圈440440匝，并接一个匝，并接一个100100的负载电阻，的负载电阻，如下图。如下图。（1 1当原线圈接在当原线圈接在44V44V直流电源电源上时，直流电源电源上时，电压表示数为电压表示数为_V,_V,电流表示数为电流表示数为_A._A.（2 2当原线圈接在当原线圈接在220V220V交变电源上时，交变电源上时，电压表示数为电压表示数为_V_V，电流表示数为，电流表示数为_A,_A,此时输入功率为此时输入功率为_W._W
6、.00440.4419.36.U1U1U2U2= =n1n1n2n22202203636= =11001100n2n2n2=180n2=180180U2U2P2P2I2=I2= =n2n2n1n1I1I1I2I218011601801160110036110036= =n2 n2 P2P2= =n1 U2n1 U2=3A=3A解：解：所以：所以：3 A练习练习1.1.一理想变压器，原线圈匝数一理想变压器，原线圈匝数n1=1100n1=1100，接在电压接在电压220V220V的交流电源上，当它对的交流电源上，当它对1111只并只并联的联的“36V36V，60w60w的灯泡供电时，灯泡正常的灯泡
7、供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数发光。由此可知副线圈的匝数n2=_n2=_，通，通过原线圈的电流过原线圈的电流 I1 =_ I1 =_。.练练习习2 2、如如下下图图，一一理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈的的匝匝数数比比为为n1n1：n2=3n2=3：1 1，有有四四只只相相同同的的灯灯泡泡连连入入电电路路中中，若若灯灯泡泡L2L2、L3L3、L4L4均能正常发光，则灯泡均能正常发光，则灯泡L1L1（ ）A A、也能正常发光、也能正常发光B B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C C、将会烧坏、将会烧坏D D、不能确定、不能确定1n2n1L3L4L1U1L2.五、几种常用变压器五
8、、几种常用变压器1.1.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：有没有只问题：有没有只用一组线圈来实用一组线圈来实现变压的变压器现变压的变压器？ 自耦变压器自耦变压器的原副线圈共用的原副线圈共用一个线圈一个线圈.2.2.互感器互感器 A电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器V 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路并联，原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路串联，原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数匝数少于副线圈匝数.例例3.3.钳形电流表的外形和结构如图钳形电
9、流表的外形和结构如图a a所示。所示。图图a a中电流表的读数为中电流表的读数为1.2A 1.2A 图图b b中用同中用同一电缆线绕了一电缆线绕了3 3匝，那么匝，那么 ( ) ( ) A.A.这种电流表能测直流的读数为这种电流表能测直流的读数为2.4A2.4AB.B.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 b的读数为的读数为0.4A0.4AC.C.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 )b )的读数为的读数为3.6A3.6AD.D.这种电流表既能测直流这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，电流，又能测交流电流，图图 （b b的读数为的读数为3.6A 3.
10、6A 图图 a）A铁铁芯芯图图 b）C.例例4.4.为了保证用电安全，家庭居室的室内电路为了保证用电安全，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护开关的电路原理简图 问：（问：（1 1电路正常工作时，电路正常工作时，b b线圈是没有电线圈是没有电流的，原因是什么？流的，原因是什么？（2 2如果站在地上的人不小心接触火线时，如果站在地上的人不小心接触火线时，b b线圈为什么会产生感应电流？线圈为什么会产生感应电流？.答案答案 （1 1电流互感器电流互感器a a侧两线圈完全相同，侧两线圈完全相同，流过两线圈的电流大小相
11、等，方向相反，它们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，产生的磁场相互抵消，b b侧线圈磁通量总为零侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应电流而不变，线圈中不产生感应电流（2 2火线的电流有一部分流经人体，经大地流火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电厂，回发电厂，a a侧两线圈电流大小不等，产生侧两线圈电流大小不等，产生“剩剩余电流在铁芯中产生变化的余电流在铁芯中产生变化的“剩余磁通剩余磁通”，b b侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流流.练习练习3.3.（20192019全国卷如图是全国卷如图是4 4种亮度可种亮度
12、可调的台灯的电路的示意图，它们所用的灯调的台灯的电路的示意图，它们所用的灯泡相同，且都是泡相同，且都是“220V 40W220V 40W”，当灯泡消，当灯泡消耗的功率都调至耗的功率都调至20W20W时，哪种台灯消耗的时，哪种台灯消耗的功率最小？功率最小？答案答案 C C.解析解析 理想变压器的输入功率等于输理想变压器的输入功率等于输出功率，在变压器上是没有功率损失出功率，在变压器上是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗功率的，所以含有变压器的台灯消耗功率就等于灯泡消耗的功率而其余三种就等于灯泡消耗的功率而其余三种电路中有另外的变阻器，除灯泡消耗电路中有另外的变阻器，除灯泡消耗功率外，在变阻
13、器上有额外的功率损功率外，在变阻器上有额外的功率损失失.六、解决有多个副线圈的理想变压器的问题六、解决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，原一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为线圈匝数为n1n1，两个副线圈的匝数分别为，两个副线圈的匝数分别为n2n2和和n3n3，相应的电压分别为，相应的电压分别为U1U1、U2U2和和U3U3，相应的电，相应的电流分别为流分别为I1I1、I2I2和和I3I3，根据变压器的工作原理，根据变压器的工作原理可得：可得：.【例【例5 5】一台理想变压器原线圈匝数】一台理想变压器原线圈匝数n1n111001100匝，两个副线圈的匝
14、数分别是匝，两个副线圈的匝数分别是n2n26060匝，匝，n3n3600600匝。若通过两个副线圈中的电匝。若通过两个副线圈中的电流分别为流分别为I2I21A1A，I3I34A4A，求原线圈中的，求原线圈中的电流。电流。 解析：对于理想变压器，输入功率解析：对于理想变压器，输入功率与输出功率相等，则有与输出功率相等，则有I1n1I1n1I2n2I2n2I3n3I3n3I1I1（I2n2I2n2I3n3I3n3）n1n1（16016046004600）110011002.24A2.24A.例例6 6、如如下下图图：理理想想变变压压器器的的交交流流输输入入电电压压U1=220VU1=220V，有有
15、两两组组副副线线圈圈，其其中中n2=36n2=36匝匝，标标有有“6V6V，9W9W”、“12V12V，12W12W的的灯灯泡泡分分别接在两副线圈上均正常发光，求：别接在两副线圈上均正常发光，求：（1 1原原线线圈圈的的匝匝数数为为n1n1和和另另一一副副线线圈圈的的匝数匝数n3.n3.（2 2原线圈的电流原线圈的电流I1I1。n3n2n1.解：（解：（1 1由于两灯均正常发光，由于两灯均正常发光，所以有：所以有：U2=6VU2=6V，U3=12VU3=12V根根据据原原、副副线线圈圈电电压压与与匝匝数数的的关关系系，有有：U1/U2=n1/n2 n1= U1n2/U2=1320U1/U2=n
16、1/n2 n1= U1n2/U2=1320匝。匝。U3/U2=n3/n2U3/U2=n3/n2，n3= U3n2/U2=72n3= U3n2/U2=72匝。匝。（ 2 2 根根 据据 能能 量量 守守 恒恒 ， 有有 P P入入 =P=P出出 。 即即I1U1=P2+P3I1U1=P2+P3，则，则I1=I1=（P2+P3P2+P3）/U1=0.095A/U1=0.095A.练习练习4 4如下图，理想变压器的原线圈接上如下图，理想变压器的原线圈接上220V220V交流电压，副线圈有交流电压，副线圈有A A、B B两组，两组，A A组接组接44的电阻，的电阻，B B组接规格为组接规格为“10V24W10V24W的灯泡。已的灯泡。已知知A A组的线圈匝数为组的线圈匝数为3030匝，两端电压为匝，两端电压为6V6V，灯，灯泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。.小结：小结：1.1.变压器的结构和工作原理变压器的结构和工作原理2.2.理想变压器的理想化模型及功率传理想变压器的理想化模型及功率传输规律输规律3.3.理想变压器的变压和变流规律理想变压器的变压和变流规律.
