高中人教物理選擇性必修二變壓器

1、變壓器用電器額定工作電壓用電器額定工作電壓隨身聽3V機(jī)床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機(jī)充電器4.2V 4.4V 5.3V黑白電視機(jī)顯像管幾萬伏錄音機(jī)6V 9V 12V彩色電視機(jī)顯像管十幾萬伏但我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那么如何使這些額定電壓不是220V的電器設(shè)備正常工作的呢？ 各種用電器的額定電壓變壓器城鄉(xiāng)變壓器各式變壓器變電站的大型變壓器可拆變壓器鐵芯原線圈副線圈1.構(gòu)造（1）閉合鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成 （2）原線圈(初級線圈)：與交流電源相連的線圈叫做原線圈也叫初級線圈（3）副線圈(次級線圈)：與負(fù)載相連的線圈叫做副線圈也叫次級線圈觀察變壓器結(jié)構(gòu) 2.示意圖(1

2、)原線圈(初級線圈) (2)副線圈(次級線圈)U1U2 n1n2原線圈副線圈 觀察變壓器結(jié)構(gòu)其匝數(shù)用n1表示原線圈兩端的電壓叫變壓器的輸入電壓U1 其匝數(shù)用n2表示副線圈兩端的電壓叫變壓器的輸出電壓U23.符號問題：變壓器原副線圈不相通，那么給原線圈接交變電源，副線圈鏈接一個(gè)小燈泡，通電后，小燈泡會(huì)發(fā)光嗎，為什么？ n1n2n1n2原線圈 接 交流電原線圈中的磁場發(fā)生改變在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢副線圈 的磁通量發(fā)生改變副線圈有感應(yīng)電流變壓器的工作原理U2U1互感現(xiàn)象 變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：原線圈副線圈鐵芯U1U2 n1n2 0ett1t2t3t4若給原線圈

3、接直流電壓U1，副線圈電壓U2?=0變壓器的工作原理轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化電能 磁場能 電能 理想變壓器線圈有電阻、 鐵芯內(nèi)產(chǎn)生渦流、 鐵芯導(dǎo)磁過程存在“漏磁”等原線圈副線圈鐵芯U1U2 n1n2變壓器在忽略漏磁、線圈電阻、其它損耗的情況下，稱為理想變壓器。理想變壓器特點(diǎn)： （1）變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁；（2）原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻；（3）忽略鐵芯產(chǎn)生的熱量。1.實(shí)際中的變壓器：理想變壓器沒有能量損失，工作效率為100%理想變壓器規(guī)律（一）功率關(guān)系理想變壓器無能量損失，所以輸入功率等于輸出功率。原線圈副線圈鐵芯U1U2 n1n2P入P出P入= P出原線圈輸入功率也為零。注：3.對有多個(gè)副線圈輸出時(shí)，輸入功率等于副線

4、圈上輸出功率之和。即：P入=P出1+P出22.變壓器的輸入功率由輸出功率決定。輸出功率為零，1.當(dāng)副線圈為斷路時(shí)，理想變壓器規(guī)律（二）頻率關(guān)系在原線圈中接上周期性變化的電流在副線圈中激發(fā)出同頻率的交流電。原線圈副線圈鐵芯U1U2 n1n2f 1f 2f 1 = f 2變壓器不能改變交變電流的頻率（三）電壓關(guān)系理想變壓器規(guī)律實(shí)驗(yàn)探究線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)有什么關(guān)系？實(shí)驗(yàn)思路：給原線圈通一定大小的交流電壓，通過改變原副線圈的匝數(shù)，分別測出副線圈兩端的電壓，來探究線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系。Vn1n2實(shí)驗(yàn)電路圖：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) n2/匝 U2/V U1/U2 n1/ n2 100 400102030

5、U1=220V n1=1600匝12.453.21.342.704.0517.74.11648154.31641608053.3實(shí)驗(yàn)結(jié)論誤差允許范圍內(nèi)誤差產(chǎn)生原因：能量在鐵芯及原副線圈處有損耗原線圈副線圈鐵芯U1U2 n1n21、n2 n1 U2U1升壓變壓器2、n2 n1 U2 U1降壓變壓器結(jié)論：理想變壓器原副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比注：原副線圈的磁通量變化率相同，即1/ t = 2/ t 理想變壓器輸入功率等于輸出功率即: U1I1=U2I2P入= P出理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器（四）電流關(guān)系1.自耦變壓器U1U2n1n2升壓變壓器n1

6、n2U1U2降壓變壓器自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈幾種常見變壓器U2U1ABP2.互感器 A電流互感器電壓互感器V 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)1.變壓器的結(jié)構(gòu)：主要由閉合的鐵心和原副線圈組成。2.變壓器原理：3.理想變壓器特點(diǎn)：利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)電能到磁場能到電能的轉(zhuǎn)化和傳遞。變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻忽略鐵芯產(chǎn)生的熱量4.理想變壓器規(guī)律：功率關(guān)系：P入= P出頻率關(guān)系：f 1 = f 2電壓關(guān)系：電流關(guān)系：5.幾種常見變壓器例1、理想變壓器在正常工作時(shí)，原、副線圈中不相同的物理量是（）課堂練習(xí)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，副線圈的輸出功率D原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢n1n2D例2、如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2=4：1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，電流表A1的示數(shù)是12mA，則電流表A2的示數(shù)為（ ）A、2mAB、0mAC、48mAD、與負(fù)載R的值有關(guān)B例3、在圖甲所示的電路中，理想變壓器原線圈兩端的正弦交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示。已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n