高中物理54變壓器2課件人教版選修3-2

1、5.4 變壓器,,,但我們國(guó)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,1.示意圖,原線圈,副線圈,鐵芯,2.構(gòu)造：,（1）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成）,（2）原線圈（初級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n1表示,（3）副線圈（次級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n2表示,（4）輸入電壓：U1; 輸出電壓：U2.,3.電路圖中符號(hào),問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？,變壓器

2、原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？,鐵芯與線圈互相絕緣,二、變壓器的工作原理,------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)了電能（U1、I1）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)）再到電能（ U2、I2）轉(zhuǎn)化。,原線圈,副線圈,鐵芯,思考：若給原線圈接直流電壓U1， 副線圈電壓U2 ？,U2＝0,理想變壓器,如果在能量轉(zhuǎn)化的過程中能量損失很小，能夠略去原、副線圈的電阻，以及

3、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。,無銅損、鐵損、磁損,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(dòng)勢(shì)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(gè)線圈的匝數(shù)之比,n2 >n1 U2>

4、U1 -----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,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,此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器,五、幾種常用變壓器,1.自耦變壓器,升壓變壓器,降壓變壓器,問題：有沒有只用一組線圈來實(shí)現(xiàn)變壓的變壓器？,自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈

5、,2.互感器,電流互感器,電壓互感器,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),鉗式電流儀,一、變壓器的構(gòu)造 1．示意圖 2．電路圖中符號(hào) 3．構(gòu)造：,二、變壓器的工作原理： 1、互感現(xiàn)象：原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生 的互相感應(yīng)現(xiàn)象 2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場(chǎng)能→電能 3、理想變壓器 P入＝P出,三、理想變壓器的變壓規(guī)

6、律 U1/U2=n1/n2,四、理想變壓器的變流規(guī)律： I1/I2=n2/n1,五、常用變壓器,小結(jié),練1、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(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，圖中電流表A1的示數(shù)12mA，則電流表A2的示數(shù)為 （ ）A．3mA B．0

7、 C．48mA 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(duì)11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時(shí)，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 =______。,C,練3、鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。圖（a）中電流表的讀數(shù)為1.2A 。圖（b）中用同一電纜線繞了3匝，則A.這種電流表能測(cè)直流

8、電流，圖（b）的讀數(shù)為2.4AB.這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為0.4AC.這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6AD.這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖 （b）的讀數(shù)為3.6A,練4、為了保證用電安全，家庭居室的室內(nèi)電路前端一般都安裝漏電保護(hù)開關(guān)，如圖所示是保護(hù)開關(guān)的電路原理簡(jiǎn)圖． 問：（1）電路正常工作時(shí)，b線圈是沒有電流的，原因是什么？（2）如果站在地上的人不小心接觸火線時(shí)，b線圈為什么會(huì)產(chǎn)生

9、感應(yīng)電流？,答案 （1）電流互感器a側(cè)兩線圈完全相同，流過兩線圈的電流大小相等，方向相反，它們產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，b側(cè)線圈磁通量總為零而不變，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流．,（2）火線的電流有一部分流經(jīng)人體，經(jīng)大地流回發(fā)電廠，a側(cè)兩線圈電流大小不等，產(chǎn)生“剩余電流”在鐵芯中產(chǎn)生變化的“剩余磁通”，b側(cè)線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流．,A. U 增大、I 增大、P1 增大,C. U 減小、I 減小、P1 減小,D. U 不變、I 減小

10、、P1 不變,B. U 不變、I 減小、P1 增大,練5、 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P1將分別是：,D,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；,P1＝P2,2.U1由電源決定；,3.U2由U1和匝數(shù)比決定；,U2＝n2/n1·U1

11、,4.I2由U2和負(fù)載決定；,I2＝U2／R,5.I1由I2和匝數(shù)比決定；,I1＝n2/n1·I2,六、有多個(gè)副線圈的理想變壓器的問題,一個(gè)原線圈多個(gè)副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個(gè)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(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1100匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別是n2＝60匝，n3＝600匝。若通過兩個(gè)副線

12、圈中的電流分別為I2＝1A，I3＝4A，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(shí)，某學(xué)生誤將兩個(gè)線圈繞在如圖

13、所示變壓器左右兩臂上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈，另一半通過中部的臂，已知線圈的匝數(shù)之比n1:n2＝2：1.在不接負(fù)載的情況下，則（ ）A．當(dāng)線圈1輸入電壓為220V時(shí)，線圈2輸出電壓為110VB．當(dāng)線圈1輸入電壓為220V時(shí)，線圈2輸出電壓為55VC．當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時(shí)，線圈1輸出電壓為220VD．當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時(shí)，線圈1輸出電壓為110V,BD,練習(xí)

14、、一理想變壓器如圖所示，在n1兩端接交流電U1＝220V，n1為4400匝，n2為1100匝。若要使U3＝U2，求n3。,n3＝2200匝,例、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