人教版高中物理系列：選修3 2第五章第四節(jié)《變壓器》課件

第五章交變電流

4變壓器

第五章交變電流4變壓器1本節(jié)課主要內(nèi)容：3、電壓和匝數(shù)的關(guān)系1、變壓器的結(jié)構(gòu)2、變壓器的工作原理本節(jié)課主要內(nèi)容：3、電壓和匝數(shù)的關(guān)系1、變壓器的結(jié)構(gòu)2、變壓2復(fù)習(xí)提問1、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)條件是什么？3、什么是互感現(xiàn)象？2、法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化復(fù)習(xí)提問1、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)條件是什么？3、什么是互感現(xiàn)象？23各種情況下所需的電壓手機(jī)電壓3～4.2V半導(dǎo)體收音機(jī)電源電壓不超過10V各種情況下所需的電壓手機(jī)電壓3～4.2V半導(dǎo)體收音機(jī)電源4電視機(jī)顯像管卻需要10KV以上電壓洗衣機(jī)等家用電器電壓220V電視機(jī)顯像管卻需洗衣機(jī)等家用5家庭供電是220V,怎樣滿足我們對(duì)不同用電器的需求呢？變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備變壓器家庭供電是220V,怎樣滿足我們變壓器就是改6形形色色的變壓器城鄉(xiāng)變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型變壓器形形色色的變壓器城鄉(xiāng)變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型7【積極展示】變壓器的主要構(gòu)成？【積極展示】變壓器的主要構(gòu)成？82.示意圖一、變壓器的構(gòu)造鐵芯原線圈副線圈3.電路圖中符號(hào)鐵芯與線圈互相絕緣n1n21.構(gòu)造：（1）閉合鐵芯（2）原線圈(初級(jí)線圈)（3）副線圈(次級(jí)線圈)2.示意圖一、變壓器的構(gòu)造鐵芯原線圈副線圈3.電路圖中符號(hào)鐵9【積極展示】變壓器的工作原理？【積極展示】變壓器的工作原理？10變壓器的原理原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2~0ut互感思考:若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓U2?=0

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場(chǎng)能→電能轉(zhuǎn)化(U1、I1)(變化的磁場(chǎng))(U2、I2)變壓器的原理原線圈副線圈鐵芯U1U2n1n2~011故變壓器只有工作在交流電路中。（原線圈接的電流、電壓要變，才會(huì)有互感現(xiàn)象，變壓器才可以起到變壓作用。）故變壓器只有工作在交流電路中。（原線圈接的電流、電壓要變，才【積極展示】什么是理想變壓器？理想變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間有什么關(guān)系？【積極展示】什么是理想變壓器？理想變壓器線圈兩端的電無磁損無銅損無鐵損理想變壓器的特點(diǎn)：理想變壓器模型——沒有能量損失的變壓器

實(shí)際上變壓器的效率都是比較高的，特別是電力設(shè)備中的巨大變壓器，在滿負(fù)荷工作時(shí)效率可以達(dá)到97%～99%，所以理論研究時(shí)我們把它當(dāng)成100%（理想變壓器）是沒有問題的。無磁損無銅損無鐵損理想變壓器的特點(diǎn)：理想變壓器模型——沒有能請(qǐng)根據(jù)互感原理推導(dǎo)變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。理論推導(dǎo)～～請(qǐng)根據(jù)互感原理推導(dǎo)變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。I1I2n1n2U1U2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：E1=n1/tE2=n2/t若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有

U1=E1

U2=E2

I1I2n1n2U1U2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：原、副線圈1、n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器2、n2<n1

U2<U1——降壓變壓器三、理想變壓器原副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比1、n2>n1U2>U1——升壓變壓器2、n2理想變壓器原副線圈的電流與匝數(shù)之間有什么關(guān)系呢？理想變壓器原副線圈的電流與匝數(shù)之間有什么關(guān)系呢？理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出四、理想變壓器的變流規(guī)律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)副線圈的變壓器理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:U1I1=U2I2P有一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器的電壓、電流關(guān)系（1）電壓關(guān)系（2）電流關(guān)系根據(jù)P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3I1n1=I2n2+I3n3有一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器的電壓、電流關(guān)系（1）電壓一、變壓器的構(gòu)造

1．示意圖

2．符號(hào)二、變壓器的工作原理：

1、互感現(xiàn)象：變壓器只能改變交流電的電壓和電流

2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場(chǎng)能→電能

3、理想變壓器：三、理想變壓器的變壓、變流規(guī)律：小結(jié)P入＝P出變壓器不改變交變電流的頻率．一、變壓器的構(gòu)造二、變壓器的工作原理：三、理想變壓器的變壓、重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破1.理想變壓器的特點(diǎn)(1)原、副線圈的電阻不計(jì)，不產(chǎn)生熱量。(2)變壓器的鐵芯無漏磁，原、副線圈磁通量無差別。(3)變壓器自身的能量損耗不計(jì)，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率。一、理想變壓器的規(guī)律1.理想變壓器的特點(diǎn)一、理想變壓器的規(guī)律人教版高中物理系列：選修32第五章第四節(jié)《變壓器》課件人教版高中物理系列：選修32第五章第四節(jié)《變壓器》課件人教版高中物理系列：選修32第五章第四節(jié)《變壓器》課件考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破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)，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2＝n2U1/n12．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)，原線圈的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1＝n2I2/n1二、變壓器工作時(shí)的制約關(guān)系及動(dòng)態(tài)分析1．電壓制約二、變壓器工作時(shí)的制約關(guān)系及動(dòng)態(tài)分析3．負(fù)載制約①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2＝P負(fù)1＋P負(fù)2＋…②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2＝P2/U2③總功率P入＝P出

（P1＝P2）

即變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的。4．對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見情況①原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是R→I2→P2→P1→I1②負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I13．負(fù)載制約[特別提醒](1)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“量出為入”，即用戶消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率。(2)可以把理想變壓器的副線圈看做給用戶供電的無內(nèi)阻電源，對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，可以參照直流電路動(dòng)態(tài)分析的方法。[特別提醒](1)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“U1I1I2n1n2U2R輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系P1＝P21.U1由電源決定2.I2由U2和負(fù)載決定

I2＝U2／R3.輸入功率P1由輸出功率P2決定小結(jié)U1I1I2n1n2U2R輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的題型2理想變壓器各物理量的動(dòng)態(tài)分析DA．A1的示數(shù)不變，

A2的示數(shù)增大B．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大C．V1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大D．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小題型2理想變壓器各物理量的動(dòng)態(tài)分析DA．A1的示數(shù)不變，解析：V1測(cè)量電源的輸出電壓，故其示數(shù)不變；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，R2阻值減小，副線圈電路總電阻變小，副線圈電壓不變，由閉合電路歐姆定律可知，副線圈總電流I變大，電阻R3電壓U3＝IR3變大，R1與R2并聯(lián)的電壓變小，電壓表V2示數(shù)變小，電流表A2示數(shù)變小，副線圈電流變大，原線圈電流變大，電流表A1示數(shù)變大；故選項(xiàng)D正確。解析：V1測(cè)量電源的輸出電壓，故其示數(shù)不變；當(dāng)傳感器R2所在第五章交變電流

4變壓器

第五章交變電流4變壓器35本節(jié)課主要內(nèi)容：3、電壓和匝數(shù)的關(guān)系1、變壓器的結(jié)構(gòu)2、變壓器的工作原理本節(jié)課主要內(nèi)容：3、電壓和匝數(shù)的關(guān)系1、變壓器的結(jié)構(gòu)2、變壓36復(fù)習(xí)提問1、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)條件是什么？3、什么是互感現(xiàn)象？2、法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化復(fù)習(xí)提問1、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)條件是什么？3、什么是互感現(xiàn)象？237各種情況下所需的電壓手機(jī)電壓3～4.2V半導(dǎo)體收音機(jī)電源電壓不超過10V各種情況下所需的電壓手機(jī)電壓3～4.2V半導(dǎo)體收音機(jī)電源38電視機(jī)顯像管卻需要10KV以上電壓洗衣機(jī)等家用電器電壓220V電視機(jī)顯像管卻需洗衣機(jī)等家用39家庭供電是220V,怎樣滿足我們對(duì)不同用電器的需求呢？變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備變壓器家庭供電是220V,怎樣滿足我們變壓器就是改40形形色色的變壓器城鄉(xiāng)變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型變壓器形形色色的變壓器城鄉(xiāng)變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型41【積極展示】變壓器的主要構(gòu)成？【積極展示】變壓器的主要構(gòu)成？422.示意圖一、變壓器的構(gòu)造鐵芯原線圈副線圈3.電路圖中符號(hào)鐵芯與線圈互相絕緣n1n21.構(gòu)造：（1）閉合鐵芯（2）原線圈(初級(jí)線圈)（3）副線圈(次級(jí)線圈)2.示意圖一、變壓器的構(gòu)造鐵芯原線圈副線圈3.電路圖中符號(hào)鐵43【積極展示】變壓器的工作原理？【積極展示】變壓器的工作原理？44變壓器的原理原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2~0ut互感思考:若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓U2?=0

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場(chǎng)能→電能轉(zhuǎn)化(U1、I1)(變化的磁場(chǎng))(U2、I2)變壓器的原理原線圈副線圈鐵芯U1U2n1n2~045故變壓器只有工作在交流電路中。（原線圈接的電流、電壓要變，才會(huì)有互感現(xiàn)象，變壓器才可以起到變壓作用。）故變壓器只有工作在交流電路中。（原線圈接的電流、電壓要變，才【積極展示】什么是理想變壓器？理想變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間有什么關(guān)系？【積極展示】什么是理想變壓器？理想變壓器線圈兩端的電無磁損無銅損無鐵損理想變壓器的特點(diǎn)：理想變壓器模型——沒有能量損失的變壓器

實(shí)際上變壓器的效率都是比較高的，特別是電力設(shè)備中的巨大變壓器，在滿負(fù)荷工作時(shí)效率可以達(dá)到97%～99%，所以理論研究時(shí)我們把它當(dāng)成100%（理想變壓器）是沒有問題的。無磁損無銅損無鐵損理想變壓器的特點(diǎn)：理想變壓器模型——沒有能請(qǐng)根據(jù)互感原理推導(dǎo)變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。理論推導(dǎo)～～請(qǐng)根據(jù)互感原理推導(dǎo)變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。I1I2n1n2U1U2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：E1=n1/tE2=n2/t若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有

U1=E1

U2=E2

I1I2n1n2U1U2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：原、副線圈1、n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器2、n2<n1

U2<U1——降壓變壓器三、理想變壓器原副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比1、n2>n1U2>U1——升壓變壓器2、n2理想變壓器原副線圈的電流與匝數(shù)之間有什么關(guān)系呢？理想變壓器原副線圈的電流與匝數(shù)之間有什么關(guān)系呢？理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出四、理想變壓器的變流規(guī)律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)副線圈的變壓器理想變壓器輸入功率等于輸出功率即:U1I1=U2I2P有一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器的電壓、電流關(guān)系（1）電壓關(guān)系（2）電流關(guān)系根據(jù)P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3I1n1=I2n2+I3n3有一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器的電壓、電流關(guān)系（1）電壓一、變壓器的構(gòu)造

1．示意圖

2．符號(hào)二、變壓器的工作原理：

1、互感現(xiàn)象：變壓器只能改變交流電的電壓和電流

2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場(chǎng)能→電能

3、理想變壓器：三、理想變壓器的變壓、變流規(guī)律：小結(jié)P入＝P出變壓器不改變交變電流的頻率．一、變壓器的構(gòu)造二、變壓器的工作原理：三、理想變壓器的變壓、重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破1.理想變壓器的特點(diǎn)(1)原、副線圈的電阻不計(jì)，不產(chǎn)生熱量。(2)變壓器的鐵芯無漏磁，原、副線圈磁通量無差別。(3)變壓器自身的能量損耗不計(jì)，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率。一、理想變壓器的規(guī)律1.理想變壓器的特點(diǎn)一、理想變壓器的規(guī)律人教版高中物理系列：選修32第五章第四節(jié)《變壓器》課件人教版高中物理系列：選修32第五章第四節(jié)《變壓器》課件人教版高中物理系列：選修32第五章第四節(jié)《變壓器》課件考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破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)，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2＝n2U1/n12．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)，原線圈的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1＝n2I2/n1二、變壓器工作時(shí)的制約關(guān)系及動(dòng)態(tài)分析1．電壓制約二、變壓器工作時(shí)的制約關(guān)系及動(dòng)態(tài)分析3．負(fù)載制約①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2＝P負(fù)1＋P負(fù)2＋…②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2＝P2/U2③總功率P入＝P出

（P1＝P2）

即變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的。4．對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見情況①原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是R→I2→P2→P1→I1②負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順