3.3.2變壓器之理想變壓器的規(guī)律及其應(yīng)用 課件高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

新課導(dǎo)入問題；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。變壓器是如何改變電壓的呢?第3節(jié)變壓器第2課時(shí)理想變壓器的規(guī)律及其應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一理想變壓器的基本關(guān)系1、理想變壓器特點(diǎn)：（1）無銅損：原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻，不產(chǎn)生熱量。（2）無鐵損：忽略鐵芯產(chǎn)生的熱量。（3）無磁損：變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁，原、副線圈磁通量無差別。

實(shí)際變壓器（特別是大型變壓器）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。理想變壓器——沒有能量損失的變壓器P入＝P出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。[模型建構(gòu)]

學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一理想變壓器的基本關(guān)系[模型建構(gòu)]

理想變壓器

功率制約：P入=

P出原線圈電能全部轉(zhuǎn)化為副線圈電能電壓制約：線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)之比“一原一副”的電流制約：

U1I1

=U2I2原副線圈的電流跟匝數(shù)成反比I1I2U2

n1n2RU1此式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一理想變壓器的基本關(guān)系[模型建構(gòu)]

I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

“一原多副”的理想變壓器任意兩線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)之比由

P入

=P出

得原線圈電能全部轉(zhuǎn)化為兩副線圈電能多副線圈的理想變壓器注意：（1）理想變壓器只傳輸能量，本身不是用電器。（2）變壓器只能改變交變電流，若初級(jí)線圈加直流電壓，則次級(jí)線圈輸出電壓為0.以上關(guān)系是有效值間的關(guān)系，對(duì)最大值也適用，但對(duì)某時(shí)刻的瞬時(shí)值其關(guān)系不成立?！镒⒁猓核膫€(gè)決定(1)原線圈電壓U1由提供原線圈電壓的電源決定．(2)副線圈電壓U2由原線圈電壓U1及匝數(shù)比決定，與副線圈所接負(fù)載無關(guān)．(3)副線圈電流I2由副線圈電壓U2和副線圈負(fù)載決定(4)原線圈電流I1由副線圈電流I2決定．變壓器的應(yīng)用變電站的大型變壓器小家電中的變壓器

實(shí)際應(yīng)用中需要改變交流電壓的場(chǎng)合是很多的。大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流，電壓為幾萬伏。而用電器使用電壓不一樣。由于有了變壓器，交流的電壓容易改變，所以交流得到了廣泛的應(yīng)用。無線充電技術(shù)原理初級(jí)線圈次級(jí)線圈輸出感應(yīng)電流輸入交流電手機(jī)開始充電時(shí)，底座同時(shí)亮起了一圈呼吸燈，互感。例1[2021·廣東卷]某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置,如圖所示.假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電,周期為0.2s,電壓最大值為0.05V.理想變壓器原線圈接螺線管,副線圈接充電電路,原、副線圈匝數(shù)比為1∶60.下列說法正確的是(

)A.交流電的頻率為10HzB.副線圈兩端電壓最大值為3VC.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)弱無關(guān)D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一理想變壓器的基本關(guān)系B

學(xué)習(xí)任務(wù)一

學(xué)習(xí)任務(wù)一B

學(xué)習(xí)任務(wù)一理想變壓器的基本關(guān)系式學(xué)習(xí)任務(wù)一基本關(guān)系功率關(guān)系根據(jù)能量守恒可得:原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率,即P入=P出電壓關(guān)系只有一個(gè)副線圈時(shí):=有多個(gè)副線圈時(shí):===…電流關(guān)系只有一個(gè)副線圈時(shí):=有多個(gè)副線圈時(shí):I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn頻率關(guān)系f1=f2(變壓器不改變交變電流的頻率)學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)二含理想變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析U1U2I2I1掌握電壓、電流、功率之間的關(guān)系①U1由電源決定②U2由U1和匝數(shù)比決定：③I2由U2和負(fù)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＝P2P1[科學(xué)思維]例2理想變壓器的原線圈連接電流表,副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過觸頭Q調(diào)節(jié),在副線圈輸出端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R,在原線圈上加一電壓為U的交流電,如圖所示.下列情況可能出現(xiàn)的是(

)A.若Q位置不變,將P向上滑動(dòng),U'變大B.若Q位置不變,將P向上滑動(dòng),電流表的讀數(shù)變大C.若P位置不變,將Q向上滑動(dòng),電流表的讀數(shù)變大D.若P位置不變,將Q向上滑動(dòng),變壓器的輸入功率不變學(xué)習(xí)任務(wù)二C學(xué)習(xí)任務(wù)二含理想變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析

學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二C

學(xué)習(xí)任務(wù)二含有變壓器的動(dòng)態(tài)電路問題的解題思路學(xué)習(xí)任務(wù)二學(xué)習(xí)任務(wù)三幾種常見的變壓器學(xué)習(xí)任務(wù)三

例3

如圖所示,T1、T2是監(jiān)測(cè)交流高壓輸電參數(shù)的互感器,其中a、b是交流電壓表或交流電流表.若高壓輸電線間的電壓為220kV,T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,交流電壓表的示數(shù)為100V,交流電流表的示數(shù)為1A,則(

)A.b是交流電壓表B.T2的原、副線圈匝數(shù)比為100∶1C.高壓線路輸送的電流為1AD.高壓線路輸送的電功率為220kWA[解析]

右側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在高壓線上,b是交流電壓表,選項(xiàng)A正確;高壓輸電線間的電壓為220kV,副線圈交流電壓表的示數(shù)為100V,根據(jù)變壓器變壓公式,T2的原、副線圈匝數(shù)比為2200∶1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,a是交流電流表,交流電流表的示數(shù)為1A,根據(jù)變壓器變流公式,高壓線路輸送的電流為100A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;高壓線路輸送的電功率為P=UI=220kV×100A=22000kW,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.學(xué)習(xí)任務(wù)三

學(xué)習(xí)任務(wù)三D

學(xué)習(xí)任務(wù)三

學(xué)習(xí)任務(wù)三2.電壓互感器和電流互感器學(xué)習(xí)任務(wù)三

電壓互感器電流互感器示意圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在交流電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯優(yōu)樾‰娏骼玫墓?I1n1=I2n2課后習(xí)題1.變壓器為什么不能改變恒定電流的電壓？2.有些機(jī)床（圖3.3-6）為了安全，照明電燈用的電壓是36V，這個(gè)電壓是把380V的電壓降壓后得到的。如果變壓器的原線圈是1440匝，副線圈是多少匝？在某次實(shí)際工作時(shí)輸入電壓只有220V，則輸出電壓是多少？課后習(xí)題課后習(xí)題3.當(dāng)變壓器的一個(gè)線圈的匝數(shù)已知時(shí)，可以用下面的方法測(cè)量其他線圈的匝數(shù)：把被測(cè)線圈作為原線圈，用匝數(shù)已知的線圈作為副線圈，通入交變電流，測(cè)出兩線圈的電壓，就可以求出被測(cè)線圈的匝數(shù)。已知副線圈有400匝，把原線圈接到220V的交流電路中，測(cè)得副線圈的電壓是55V，求原線圈的匝數(shù)。課后習(xí)題4.變壓器線圈中的電流越大，所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)越粗。街頭見到的變壓器是降壓變壓器，假設(shè)它只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈，哪個(gè)線圈應(yīng)該使用較粗的導(dǎo)線？為什么？課后習(xí)題5.圖3