高中物理 2.6變壓器（講授式） 粵教版選修3-2

1、第二章 交變電流,學(xué)案6 變壓器,照明燈電壓-220伏 機(jī)床上照明燈-36伏 半導(dǎo)體收音機(jī)電源電壓不超過10伏 大型發(fā)電機(jī)交流電壓-幾萬(wàn)伏 遠(yuǎn)距離輸電-幾十萬(wàn)伏 電視機(jī)顯像管卻需要10000V以上電壓 交流便于改變電壓，以適應(yīng)各種不同的需要,變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備,幾種常見的變壓器,原線圈,副線圈,鐵芯,構(gòu)造,1）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成,2）原線圈（初級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n1表示,3）副線圈（次級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n2表示,4）輸入電壓：U1; 輸出電壓：U2,一、認(rèn)識(shí)變壓器,電路圖中符號(hào),問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通,變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，

2、副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的,鐵芯與線圈互相絕緣,一、認(rèn)識(shí)變壓器,變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)）再到電能（ U2、I2）轉(zhuǎn)化,原線圈,副線圈,鐵芯,互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象,一、認(rèn)識(shí)變壓器,互感現(xiàn)象,理想變壓器,無磁損,無銅損,無鐵損,一、認(rèn)識(shí)變壓器,關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是() A通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變 B穿過原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等 C穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈,1,通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的

3、,由互感現(xiàn)象知C正確,理想變壓器無漏磁,原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，原副線圈通過磁場(chǎng)聯(lián)系在一起,二、探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,研究原副線圈兩端電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn),二、探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,若不考慮原副線圈的內(nèi)阻 則：U1/U2= n1/n2,二、探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,即理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比,n2 n1 U2U1 -升壓變壓器,n2 n1 U2 U1 -降壓變壓器,問題：原副線圈的電流可能滿足何規(guī)律,1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率,即,U1I1=U2I2,I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1,P出= P入,二、探

4、究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系,2.理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比,I 1/ I 2= n2 / n1,此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器,如圖所示，一輸入電壓為220 V、輸出電壓為36 V的變壓器副線圈燒壞為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈，然后將原線圈接到220 V交流電源上，測(cè)得新繞線圈 的端電壓為1 V，按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為() A1 100,360 B1 100,180 C2 200,180 D2 200,360,2,由U1U2U3n1n2n3 可得n1n3U1/U31 100匝，n2n1U

5、2/U1180匝,U1,1.輸入功率P1由輸出功率P2決定,P1P2,2.U1由電源決定,3.U2由U1和匝數(shù)比決定,U2n2/n1U1,4.I2由U2和負(fù)載決定,I2U2R,5.I1由I2和匝數(shù)比決定,I1n2/n1I2,三、輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系,如圖所示，在某交流電路中，有一正在工作的變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為n1600，n2120，電源電壓U1220 V，原線圈中串聯(lián)一個(gè)0.2 A的保險(xiǎn)絲，為保證保險(xiǎn)絲不被燒毀，則() A負(fù)載功率不能超過44 W B副線圈電流最大值不能超過1 A C副線圈電流有效值不能超過1 A D副線圈電流有效值不能超過0.2 A,由P入P出可

6、知P入U(xiǎn)1I144 W 又由U1/U2n1/n2得U244 V，故I2不能大于1 A，負(fù)載功率不超44 W,3,用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負(fù)載的電流圖象如圖所示，則() A變壓器輸入功率約為3.9 W B輸出電壓的最大值是110 V C變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12 D負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式0.05sin(100t/2)A,n1:n2=U1:U2=2：1,i0.05sin(100t)A,4,問題：有沒有只用一組線圈來實(shí)現(xiàn)變壓的變壓器,四、幾種常用變壓器,1.自耦變壓器,升壓變壓器,降壓變壓器,自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈,四、幾種常用變

7、壓器,2.互感器,電流互感器,電壓互感器,使用時(shí)把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù),使用時(shí)把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù),四、幾種常用變壓器,四、幾種常用變壓器,為了監(jiān)測(cè)變電站向外輸電情況，要在變電站安裝互感器，其接線如圖5519所示，兩變壓器匝數(shù)分別為n1、n2和n3、n4，a和b是交流電表，則() An1n2 Bn3n4 Ca為交流電流表，b為交流電壓表 Da為交流電壓表，b為交流電流表,左圖是電壓互感器，a為交流電壓表， 把高電壓經(jīng)過變壓器降壓后測(cè)量，所以n1n2 右圖為電流互感器，b為交流電流表 把大電流經(jīng)過變壓器減為小電流再測(cè)量，所以n3n4,5,1.理想變壓

8、器在正常工作時(shí)，原、副線圈中一定相同的物理量是() A每匝線圈中磁通量的變化率 B交變電流的頻率 C原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率 D原線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),2如圖所示，為一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為201，兩個(gè)標(biāo)有“12 V,6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想電表)的示數(shù)分別是() A120 V,0.10 A B240 V,0.025 A C120 V,0.05 A D240 V,0.05 A,由U1：U2n1:n2得，U1240V,P1P26W212W,又P1U1I1,可得I1 0.05A,I2P/U20.1 A,由U1U2n1n2,得U1110 V,又I1I2n2n1,得I10.2 A,4.普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過電流互感器來連接，如圖所示，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則() Aab接MN、cd接PQ，IabIcd Bab接MN、cd接PQ，IabIcd Cab接PQ、c