物理選修粵教版變壓器課件

1、第六節(jié)變壓器2知識(shí)點(diǎn)1 認(rèn)識(shí)變壓器1變壓器的構(gòu)造閉合鐵芯原線圈副線圈如圖261為變壓器的構(gòu)造和符號(hào)圖其構(gòu)造有：_、_(初級(jí)線圈)n1 匝、_(次級(jí)線圈)n2 匝 圖 26132變壓器的工作原理：U1 為輸入電壓、I1 為輸入電流，U2 為輸出電壓、I2 為輸出電流變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象原線圈中交變電流鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2 副線圈中交變電流鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量原線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E1.3注意：(1)記住變壓器的符號(hào)，與原線圈對(duì)應(yīng)的物理量 U1、I1、n1，與副線圈對(duì)應(yīng)的物理量 U2、I2、n2.其中的電壓、電流值 U1、I1、U2、I2 都是交變電流的有效值；

2、(2)變壓器只能在交變電流下工作，若輸入的是恒定的直流電流，則變壓器無輸出，即 U20 I20.變壓器能改變交變電壓，但_不能改變交變電流的頻率4知識(shí)點(diǎn)2 幾種常見的變壓器1自耦變壓器：如圖 262 所示，只有一個(gè)線圈，甲為自耦降壓變壓器，乙為自耦升壓變壓器圖 2622調(diào)壓變壓器：屬于自耦變壓器，但電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)，如圖 262 丙所示53互感器：它可以把不能直接測(cè)量的高電壓、大電流變換成低電壓、小電流進(jìn)行測(cè)量圖 263(1)電壓互感器：把高電壓變成低電壓，并聯(lián)在電路中，如圖 263 甲所示(2)電流互感器：把大電流變成小電流，串聯(lián)在電路中，如圖 263 乙所示6知識(shí)點(diǎn)3理想變壓器中的電壓與電流

3、1理想變壓器(1)理想變壓器是一種理想模型，本身無能量損耗理想變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，所以只有接入交變電流才能工作(2)理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗(實(shí)際上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因數(shù)的差別)7，即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，2理想變壓器中的電壓(1)原、副線圈兩端的電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比用公式表示為都有電壓和匝數(shù)成正比(2)當(dāng) n2n1 時(shí)，U2U1，變壓器使電壓升高，這種變壓器叫做升壓變壓器(3)當(dāng) n2n1 時(shí)，U2U1，變壓器使電壓降低，這種變壓器叫做降壓變壓器83理想變壓器中

4、的電流P入P出(1)理想變壓器的輸出功率與輸入功率相等，有_，_，即無論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和U1I1U2I2(2)理想變壓器工作時(shí)，原線圈和副線圈中的電流跟它們的匝數(shù)成反比用公式表示為_.4注意(1)只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有：U1I1U2I2，910【例題】(雙選)用理想變壓器給負(fù)載(所有負(fù)載都是并聯(lián)的)供電，下列措施哪些可以增加變壓器的輸入功率()A只增加原線圈的匝數(shù)C只增加負(fù)載B只減少負(fù)載D只增加副線圈的匝數(shù)解析：變壓器的輸入功率由輸出功率決定，只增加原線圈的匝數(shù)，或只減少副線圈的匝數(shù)，致使原、副線圈的匝數(shù)比增加，使副線圈的輸出電壓減少，

5、輸出功率減少，而使輸入功率隨之減少，A 錯(cuò) D 對(duì)；只減少負(fù)載，意味著總電阻增加，輸出電流減小，輸出功率減小，而使輸入功率隨之減小，C 對(duì) B 錯(cuò)故選 CD.答案：CD111(雙選)如圖 264 所示為一理想變壓器的電路圖，圖中 S 為單刀雙擲開關(guān)，P 為滑動(dòng)變阻器 R 的滑動(dòng)頭，U1 為加在原線圈兩端的交變電壓，I1 為原線圈中的電流，則下列說法中正確的是()圖 26412A若保持 U1 及 P 的位置不變，S 由 a 合到 b 時(shí)，I1 將增大B若保持 U1 及 P 的位置不變，S 由 b 合到 a 時(shí)，R 消耗的功率將增大C若保持 U1 不變，S 接在 a 處，使 P 向上滑時(shí)，I1 將

6、增大D若保持 P 位置不變，S 接在 a 處，使 U1 增大時(shí)，I1 將增大13答案：AD 解析：原線圈匝數(shù)n1變小，副線圈電壓U2、電流I2都將變大，故原線圈電流I1變大，A正確原線圈匝數(shù)n1變大，副線圈電壓U2、電流I2都將變小，R消耗的功率減小，B錯(cuò)誤當(dāng)P上滑時(shí)，電阻增大，電流I2變小，I1將變小，C錯(cuò)誤當(dāng)U1增大時(shí)，副線圈電壓U2將增大，I1將增大，D正確14題型1變壓器與電路綜合問題【例題】如圖 265 中，降壓變壓器的變壓系數(shù)是 3，即初級(jí)線圈匝數(shù)與次級(jí)線圈的匝數(shù)之比是 3.初級(jí)線圈的輸入電壓是 660 V，次級(jí)線圈的電阻為 0.2 ，這臺(tái)變壓器供給 100 盞“220 V 60

7、W”的電燈用電求：(1)空載時(shí)次級(jí)線圈的路端電壓和輸出功率(2)接通時(shí)次級(jí)線圈的路端電壓(3)每盞燈的實(shí)際功率15圖 26516答案：見解析17規(guī)律總結(jié)：解決變壓器問題的常用方法有：1電壓思路變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2n1/n2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)U1/n1U2/n2U3/n32功率思路理想變壓器的輸入、輸出功率為P入P出，即P1P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)P1P2P33電流思路由IP/U知，對(duì)只有一個(gè)副繞組的變壓器有I1/I2n2/n1；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)n1I1n2I2n3I34(變壓器動(dòng)態(tài)問題)制約思路(1)電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定時(shí)，輸

8、出電壓U2由輸入電壓決定，即U2n2U1/n1，可簡(jiǎn)述為“原制約副”18(2)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定，且輸入電壓U1 確定時(shí)，原線圈中的電流I1 由副線圈中的輸出電流I2 決定，即I1n2I2/n1，可簡(jiǎn)述為“副制約原”(3)負(fù)載制約：變壓器副線圈中的功率P2 由用戶負(fù)載決定，P2P負(fù)1P負(fù)2；變壓器副線圈中的電流I2 由用戶負(fù)載及電壓U2 確定，I2P2/U2；總功率 P總P線P2.19動(dòng)態(tài)解析問題的思路程序可表示為：5原理思路變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中/t 相等；當(dāng)遇到“自耦”型變壓器時(shí)有：1/t2/t3/t，此式適用于交流電或電壓(電流)變化的直

9、流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況U11122UnUn決定U222121122()2UIRP P IUI UI 負(fù)數(shù)決定決定I11111P IUP決定 201(雙選，2010 年肇慶模擬)用電高峰期，電燈往往會(huì)變暗，其原理可簡(jiǎn)化為如下物理問題如圖 266，理想變壓器的副線圈上，通過輸電線連接兩只相同的燈泡 L1 和 L2，輸電線的等效電阻為 R，原線圈輸入有效值恒定的交流電壓，當(dāng)開關(guān) S)圖 266閉合時(shí)，以下說法正確的是(A燈泡 L1 兩端的電壓減小B電阻 R 兩端的電壓增大C副線圈輸出電壓增大D原線圈輸入功率減小21解析：開關(guān) S 閉合后，用電器端的總電阻變小，因?yàn)檩斎腚妷翰蛔?，所以輸?/p>

10、電壓不變，用電器端電流增大，所以 R 兩端電壓增大，燈泡 L1 兩端的電壓減小，AB 對(duì)；輸出電壓與用電器的狀況無關(guān)，只與原線圈的輸入電壓和匝數(shù)有關(guān)，C 錯(cuò)；因?yàn)镻入P出，輸出電壓不變，用電器端電流增大，所以輸出功率增大，則原線圈輸入功率增大，D 錯(cuò)答案：AB22題型2多個(gè)副線圈的變壓器的計(jì)算【例題】如圖 267 所示，理想變壓器原線圈 I 接到 220 V的交流電源上，副線圈 II 的匝數(shù)為 30，與一標(biāo)有“12 V 12 W”的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光副線圈 III 的輸出電壓為 110 V，電流為 0.4 A求：(1)副線圈 III 的匝數(shù)(2)原線圈 I 的匝數(shù)以及通過原線圈的電流圖 26723