高中物理變壓器新人教版選修PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1高中物理變壓器新人教版選修高中物理變壓器新人教版選修用電器用電器額定工作電壓額定工作電壓用電器用電器額定工作電額定工作電壓壓隨身聽隨身聽3V3V機床上的照明燈機床上的照明燈36V36V掃描儀掃描儀12V12V防身器防身器3000V3000V手機充電手機充電器器4.2V 4.4V 5.3V4.2V 4.4V 5.3V黑白電視機顯像管黑白電視機顯像管 幾萬伏幾萬伏錄音機錄音機6V 9V 12V6V 9V 12V彩色電視機顯像管彩色電視機顯像管 十幾萬伏十幾萬伏 但我們國家民用統(tǒng)一供電均為但我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V220V，那么如何使這些額定電，那么如何使這些額定電壓不是壓不是220

2、V220V的電器設(shè)備正常工作的呢？的電器設(shè)備正常工作的呢？ 第1頁/共18頁一、變壓器的構(gòu)造一、變壓器的構(gòu)造1. 1.示意圖示意圖 U1U2 n1n2原原線線圈圈副副線線圈圈鐵鐵芯芯2.2.構(gòu)造：構(gòu)造：（1 1）閉合鐵芯）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成）（絕緣硅鋼片疊合而成）（2 2）原線圈（初級線圈）：其匝數(shù)用）原線圈（初級線圈）：其匝數(shù)用n n1 1表示表示（3 3）副線圈（次級線圈）：其匝數(shù)用）副線圈（次級線圈）：其匝數(shù)用n n2 2表示表示（4 4）輸入電壓：）輸入電壓：U U1 1; ; 輸出電壓：輸出電壓：U U2 2. .第2頁/共18頁3.3.電路圖中符號電路圖中符號n1n2問

3、題：問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？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，那么在給原線圈接變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓交變電壓U U1 1后，副線圈電壓后，副線圈電壓U U2 2是怎樣產(chǎn)生的？是怎樣產(chǎn)生的？鐵芯與線圈互相絕緣鐵芯與線圈互相絕緣 U1U2 n1n2第3頁/共18頁二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理-互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象 變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（U U1 1、I I1 1）到磁場能（變化的磁場）再到電能（）到磁場能（變化的磁場）再到電能（ U U2 2、I I2 2）轉(zhuǎn)化

4、。）轉(zhuǎn)化。原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯 U1U2n1n2互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電流交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象。而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象。若給原線圈接若給原線圈接直流電壓，直流電壓，U副線圈電壓副線圈電壓U U2 2 ？第4頁/共18頁閉合鐵芯實現(xiàn)了電能閉合鐵芯實現(xiàn)了電能-磁場能磁場能-電能的轉(zhuǎn)換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型電能的轉(zhuǎn)換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型-

5、理想變壓器理想變壓器。下面我們定量分析理想變壓器的變壓規(guī)律。下面我們定量分析理想變壓器的變壓規(guī)律。無磁損無磁損無銅損無銅損無鐵損無鐵損理想變壓器理想變壓器第5頁/共18頁實驗結(jié)論：原副線圈兩端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)比。 次數(shù)次數(shù)12345U1U2V1V2研究原副線圈兩端電壓關(guān)系的實驗研究原副線圈兩端電壓關(guān)系的實驗第6頁/共18頁三、理想變壓器的變壓規(guī)律三、理想變壓器的變壓規(guī)律I1I2n1n2U1U2原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是：原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是：E E1 1=n=n1 1/ / t tE E2 2=n=n2 2/ / t tE1 1/n/n1 1= = E2 2/

6、n/n2 2原線圈回路有：原線圈回路有：U U1 1 E E1 1=I=I1 1r r1 1 0 0則則U U1 1=E=E1 1副線圈回路有：副線圈回路有： E E2 2=U=U2 2 +I+I2 2r r2 2 UU2 2則則U U2 2=E=E2 2若不考慮原副線圈的內(nèi)阻，則若不考慮原副線圈的內(nèi)阻，則U U1 1=E=E1 1；U U2 2=E=E2 2則：則：U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2第7頁/共18頁理想變壓器原副線圈的理想變壓器原副線圈的端電壓之比端電壓之比等于這兩個線圈的等于這兩個線圈的匝數(shù)之比匝數(shù)之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1

7、 1 -升壓變壓器升壓變壓器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -降壓變壓器降壓變壓器U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2第8頁/共18頁四、理想變壓器的變流規(guī)律四、理想變壓器的變流規(guī)律問題：問題：原副線圈的電流可能滿足何規(guī)律？原副線圈的電流可能滿足何規(guī)律？1. 1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率即即: : U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2I I 1 1/ / I 2 2= U= U2 2 / U U1 1= n= n2 2 / n n1 1P出出= P入入第9頁/共18頁2.2.理想變壓器原副線圈的

8、電流跟它們的匝數(shù)成反比理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比I I 1 1/ / I 2 2= n= n2 2 / n n1 1變壓器工作時，高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。變壓器工作時，高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。 這也是判定高壓線圈和低壓線圈的一種方法。這也是判定高壓線圈和低壓線圈的一種方法。此公式只適用于一個副線圈的變壓器第10頁/共18頁補充補充1 1、一個原線圈多個副線圈的理想變壓器的電壓、電、一個原線圈多個副線圈的理想變壓器的電壓、電流

9、關(guān)系流關(guān)系2121nnUU3131nnUU3232nnUU（1 1）電壓關(guān)系）電壓關(guān)系（2 2）電流關(guān)系）電流關(guān)系根據(jù)P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3I1n1=I2n2+I3n3第11頁/共18頁U U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R2.2.輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系 1.輸入功率輸入功率P1由輸出功率由輸出功率P2決定；決定； P1P22.U1由電源決定；由電源決定；3.U2由由U1和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； U2n2/n1U14.I2由由U2和負(fù)載決定；和負(fù)載決定； I2U2R5.I

10、1由由I2和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； I1n2/n1I2第12頁/共18頁3 3、互感器、互感器分類：電壓互感器和電流互感器分類：電壓互感器和電流互感器第13頁/共18頁U U1 1U U2 2=n n1 1n n2 22202203636=11001100n n2 2n n2 2=180180180U U2 2P P2 2I I2 2=n n2 2n n1 1I I1 1I I2 218018011 116060110011003636=n n2 2 P P2 2=n n1 1 U U2 2=3 3A A解：解：所以：所以：3 A例例1. 1.一理想變壓器，原線圈匝數(shù)一理想變壓器，原線圈匝

11、數(shù)n n1 1=1100=1100，接在電壓，接在電壓220V220V的交流電源上，當(dāng)它對的交流電源上，當(dāng)它對1111只并聯(lián)的只并聯(lián)的“36V36V，60w60w”的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n n2 2=_=_，通過原線圈的電流，通過原線圈的電流 I I1 1 =_ =_。第14頁/共18頁例例2.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為比為n1：n2=3：1，有四只相同的燈泡連入電路中，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡均能正常發(fā)光，則燈泡

12、L1（ ）A、也能正常發(fā)光、也能正常發(fā)光B、較另三個燈暗些、較另三個燈暗些C、將會燒壞、將會燒壞D、不能確定、不能確定1n2n1L3L4L1U1L2A第15頁/共18頁例例3.3.一臺理想變壓器原線圈匝數(shù)一臺理想變壓器原線圈匝數(shù)n n1 111001100匝匝，兩個副線圈的匝數(shù)分別是，兩個副線圈的匝數(shù)分別是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。若通過兩個副線圈中的電流分別為匝。若通過兩個副線圈中的電流分別為I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原線圈中的電流。，求原線圈中的電流。 解析：對于理想變壓器，輸入功率與輸解析：對于理想變壓器，輸入功率與輸出功率相等，則有出功率相等，則有I I1 1n n1 1I I2 2n n2 2I I3 3n n3 3I I1