高三物理《變壓器》4PPT教學(xué).ppt

1、5.4 變壓器,第四節(jié) 變壓器,第四節(jié) 變壓器,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？,幾種常見的變壓器,一、變壓器的構(gòu)造,注意：線圈必須繞在鐵芯上，鐵芯必須是閉合的。,問題：變壓器原線圈和副線圈電路是否相通？,變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈兩端的交流電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？,( 不相通）,原線圈 接 交 流 電,在鐵芯中 產(chǎn)生變化 的磁通量,副線圈 產(chǎn)生感 應(yīng)電動勢,副線圈中 如有電流,在鐵芯中 產(chǎn)生變化 的磁通量,原線圈 產(chǎn)生感 應(yīng)電動勢,二、變壓器的工作原理,互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ),二、變壓器的工作原

2、理,-互感現(xiàn)象,強(qiáng)調(diào)： 原、副線圈之間是通過交變磁場相互聯(lián)系的，且穿過它們的磁通量始終相等。 從能量的角度看，顯然變壓器不能產(chǎn)生電能，只是通過交變磁場傳輸電能。,思考：若給原線圈接直流電壓U1，副線圈 電壓U2 情況怎樣？,U20,問題1：原、副線圈不套在閉 合鐵芯上，是否仍然存在互感現(xiàn)象？,問題2：為什么說閉合鐵芯是變壓器的必要組成部分？ （鐵芯的作用是什么？）,（仍存在）,如果無鐵芯，原副線圈所激發(fā)的交變磁場的磁感線只有一小部分穿過對方，漏失的磁感線不會在原副線圈中傳送電能。如有鐵芯，由于鐵芯被磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內(nèi)部，大大提高了變壓器的效率。,如果在能量轉(zhuǎn)化的過程中能量損失很小

3、，能夠略去原、副線圈的電阻，以及各種電磁能量損失，這樣的變壓器我們稱之為理想變壓器。這是物理學(xué)中又一種理想化模型。,理想變壓器,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)荷工作時效率可以達(dá)到97%99%，所以理論研究時我們把它當(dāng)成100%（理想變壓器）是沒有問題的。,三、理想變壓器的變壓規(guī)律,原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是：,E1=n1/ t,E2=n2/ t,若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有 U1=E1 U2=E2,理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比,n2 n1 U2U1 -升壓變壓器,n2 n1 U2 U1 -降壓變壓器,四、理想變壓器的變流規(guī)律,

4、1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率,即:,U1I1=U2I2,P出= P入,2、理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比,注意：此式只適用于有一個副線圈的變壓器，不適用于有多個副線圈的變壓器。,一、變壓器的構(gòu)造 1構(gòu)造： 2示意圖 3電路圖中符號,二、變壓器的工作原理 互感現(xiàn)象 1、變壓器只能改變交流電的電壓和電流 2、能量轉(zhuǎn)化：電能磁場能電能 3、理想變壓器 P入P出,三、理想變壓器的變壓規(guī)律 U1/U2=n1/n2,四、理想變壓器的變流規(guī)律： I1/I2=n2/n1,小結(jié),練習(xí)1、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n24：1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中向左做勻速直線運(yùn)動切割磁感線時，圖中電流

5、表A1的示數(shù)為12mA，則電流表A2的示數(shù)為 （ ） A3mA B0 C48mA D與負(fù)載R的值有關(guān),B,180,3 A,練習(xí)2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù) n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n2=_，通過原線圈的電流 I1 =_。,(1) U1=220V, U2=36V, U1/U2=n1/n2,(2) I2=P2/U2=660/36A, I1/I2=n2/n1,或 P1=P2=660W, I1=P1/U1,A. U 增大、I 增大、PR1 增大,C. U 減小、I 減小、PR1 減小,D. U 不

6、變、I 減小、PR1 不變,B. U 不變、I 減小、PR1 增大,練習(xí)3、 如圖所示：理想變壓器的原線圈接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計(jì)。S原來閉合，且R1=R2，現(xiàn)將S斷開，那么交流電壓表的示數(shù)U、交流電流表的示數(shù)I 和用電器上R1的功率PR1將分別（ ）,D,思考：變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系 是怎樣的？,練習(xí)4、如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為4: 1，原線圈中的電阻A與副線圈中的負(fù)載電阻B阻值相等。a b端加一交流電壓U后， （1）兩電阻消耗的功率之比為多少？ （2）兩電阻兩端電壓之比為多少？ （3）B電阻兩端電壓為多少？,（1）1:16,（2）1:4,

7、U1,變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系,1.輸入功率P1由輸出功率P2決定；,P1P2,2.U1由電源決定；,3.U2由U1和匝數(shù)比決定；,U2n2/n1U1,4.I2由U2和負(fù)載決定；,I2U2R,5.I1由I2和匝數(shù)比決定；,I1n2/n1I2,六、有多個副線圈的理想變壓器的問題,一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應(yīng)的電壓分別為U1、U2和U3，相應(yīng)的電流分別為I1、I2和I3，根據(jù)變壓器的工作原理可得：,例、一臺理想變壓器原線圈匝數(shù)n11100匝，兩個副線圈的匝數(shù)分別是n260匝，n3600匝。若通過兩個副線圈中的電流

8、分別為I21A，I34A，求原線圈中的電流。,2.24A,練、如圖所示：理想變壓器的交流輸入電壓U1=220V，有兩組副線圈，其中n2=36匝，標(biāo)有“6V，9W”、“12V，12W”的燈泡分別接在兩副線圈上均正常發(fā)光，求： （1）原線圈的匝數(shù)為n1和另一副線圈的匝數(shù)n3. （2）原線圈的電流I1。,（1）n2 1320匝 n3= 72匝 （2）I1=0.095A,例、在繞制變壓器時，某學(xué)生誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器左右兩臂上，當(dāng)通以交變電流時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中部的臂，已知線圈的匝數(shù)之比n1:n22：1.在不接負(fù)載的情況下，則（ ） A當(dāng)線圈1輸入電

9、壓為220V時， 線圈2輸出電壓為110V B當(dāng)線圈1輸入電壓為220V時， 線圈2輸出電壓為55V C當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時， 線圈1輸出電壓為220V D當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時， 線圈1輸出電壓為110V,BD,練習(xí)、一理想變壓器如圖所示，在n1兩端接交流電U1220V，n1為4400匝，n2為1100匝。若要使U3U2，求n3。,n32200匝,練習(xí)、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=3：1，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡L1 （ ） A、也能正常發(fā)光 B、較另三個燈暗些 C、將會燒壞 D、不能確定,n2,n1,L3,L4,L1,L2,A,五、幾種