【課件】變壓器 高二物理同步課件（人教版2019選擇性必修第二冊）

3.3變壓器第二章電磁感應(yīng)

生產(chǎn)生活中有各種變壓器，有的把低壓升為高壓，有的把高壓降為低壓。生活中用電器的電壓變壓器是如何改變電壓的呢？一、變壓器的原理1.構(gòu)造：①鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成②原線圈：與交流電源相連的線圈，也叫初級線圈③副線圈：與負載相連的線圈，也叫次級線圈副線圈2.變壓器的示意圖鐵芯原線圈副線圈原線圈鐵芯電路中的符號n2n1一、變壓器的原理原線圈接交變電流變壓器的基本原理是利用原線圈和副線圈之間的互感現(xiàn)象3.變壓器的原理原線圈中產(chǎn)生交變磁場鐵芯構(gòu)成磁回路副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢I1I2原線圈副線圈鐵芯1.若原線圈接交流電壓U1，副線圈電壓U2=？2.原、副線圈電壓與什么因素有關(guān)系？實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實驗數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)原線圈匝數(shù)n1副線圈匝數(shù)n2原線圈電壓U1副線圈電壓U2n1/n2U1/U218004008V3.68V22.228001008V0.9V88.932001008V3.61V22.2414001008V0.5V1416①從實驗數(shù)據(jù)來看，原副線圈電壓之比是否等于它們的匝數(shù)之比？②實驗數(shù)據(jù)沒有嚴格遵從這樣的規(guī)律，是為什么？變壓器的能量損耗①銅損②鐵損③磁損線圈電阻發(fā)熱渦流現(xiàn)象發(fā)熱漏磁損失能量理想變壓器磁通量全部集中在鐵心內(nèi)P1＝P2Φ1=Φ2電能沒有發(fā)熱損耗4.理想變壓器沒有能量損耗的變壓器叫作理想變壓器。二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實驗分析：理想變壓器原、副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比。U2

RU1n1n2設(shè)穿過原線圈磁通量為Φ1，穿過副線圈磁通量為Φ2。Φ1=Φ2ΔΦ1=ΔΦ2理想變壓器，不考慮原副線圈的內(nèi)阻，則：U1=E1

U2=E2

2.理論分析：①n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器②n2<n1

U2<U1——降壓變壓器（1）電壓關(guān)系若變壓器有多個副線圈,其電壓與匝數(shù)的關(guān)系依然成正比：即3.變壓器中電壓、電流、功率之間的關(guān)系理想變壓器：U1I1=U2I2（只適用于一個副線圈）P1＝P2P=UI

原副線圈中的電流之比等于線圈匝數(shù)的反比（2）電流關(guān)系

變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小,可用較細的導(dǎo)線繞制,低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大,應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制。若有多個副線圈則電流與匝數(shù)關(guān)系為

n1I1=n2I2+n3I3+…P入=P出（3）電壓、電流、功率之間的因果關(guān)系

①電壓關(guān)系：②功率關(guān)系：P入=P出③電流關(guān)系：理想變壓器的三個決定關(guān)系多個副線圈情況下的電壓、功率和電流關(guān)系①電壓關(guān)系：②功率關(guān)系：P入=P出③電流關(guān)系：I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

U1U2I2I1（3）電壓、電流、功率之間的因果關(guān)系

①U1由電源決定②U2由U1和匝數(shù)比決定：

③I2由U2和負載決定：

④I1由I2和匝數(shù)比決定：⑤輸入功率P1由輸出功率P2決定：P1＝P2P14.幾種常用變壓器(1)自耦變壓器:U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈(2)互感器:

A電流互感器電壓互感器V

使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)

我們知道導(dǎo)線可以輸送電能，變壓器上的原、副線圈之間并沒有導(dǎo)線直接連接，卻將電能從原線圈的電路輸送到副線圈的電路。在變壓器中能量是如何轉(zhuǎn)化的?n1n2鐵芯U1U2原線圈副線圈I1I2原線圈上由變化的電流激發(fā)了一個變化的磁場鐵芯使這個變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈副線圈上產(chǎn)生了感應(yīng)電流電場能磁場能電場能磁場能1.變壓器原理：2.理想變壓器特點：①變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁②原、副線圈不計電阻③忽略鐵芯中無渦流、鐵芯不漏磁3.理想變壓器規(guī)律：①功率關(guān)系：P入=P出②頻率關(guān)系：f1=f2③電壓關(guān)系：④電流關(guān)系：利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)電能到磁場能到電能的轉(zhuǎn)化和傳遞?！菊n堂小結(jié)】沒有能量損耗的變壓器4.多個副線圈情況下的電壓、功率和電流關(guān)系