粵教版選修32 第二章 第六節(jié) 變壓器 課件（31張）.pptx

第二章交變電流 第六節(jié)變壓器 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 了解變壓器的構(gòu)造及幾種常見(jiàn)的變壓器 理解變壓器的工作原理 2 掌握理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系并能用它解決相關(guān)問(wèn)題 3 掌握理想變壓器的功率關(guān)系 并能推導(dǎo)出原 副線圈的電流關(guān)系 內(nèi)容索引 知識(shí)探究 題型探究 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 知識(shí)探究 1 一 變壓器的原理及電壓與匝數(shù)的關(guān)系 如圖1所示 把兩個(gè)沒(méi)有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯上 一個(gè)線圈 原線圈 通過(guò)開關(guān)可以連接到交流電源的兩端 另一個(gè)線圈 副線圈 連到小燈泡上 連接電路 接通電源 小燈泡能發(fā)光 1 兩個(gè)線圈并沒(méi)有連接 小燈泡為什么會(huì)發(fā)光 答案 圖1 當(dāng)左邊線圈加上交流電壓時(shí) 左邊線圈中就有交變電流 它在鐵芯中產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng) 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知 在右線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 右線圈作為電源給小燈泡供電 小燈泡就會(huì)發(fā)光 2 小燈泡兩端的電壓與學(xué)生電源的輸出電壓相等嗎 答案 圖1 變壓器的工作原理及電壓與匝數(shù)的關(guān)系 1 是變壓器工作的基礎(chǔ) 因此變壓器只對(duì)的電流起作用 對(duì)電流不起作用 后兩空填 變化 或 恒定 2 變壓器中的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 只有一個(gè)副線圈 當(dāng)時(shí) u2 u1為壓變壓器 當(dāng)時(shí) u2 u1為壓變壓器 有多個(gè)副線圈 互感現(xiàn)象 變化 恒定 n2 n1 n2 n1 升 降 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 理想變壓器原 副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比 2 輸入交變電流的頻率越高 輸出交變電流的電壓就越高 3 我們?cè)谑褂觅|(zhì)量好的變壓器工作時(shí)沒(méi)有能量損失 4 理想變壓器不能改變交變電流的頻率 二 理想變壓器原 副線圈的功率關(guān)系和電流關(guān)系 閱讀教材回答下列三個(gè)問(wèn)題 1 什么是理想變壓器 理想變壓器原 副線圈中的功率有什么關(guān)系 答案 理想變壓器的理想化條件一般指的是 忽略原 副線圈內(nèi)阻上的分壓 忽略原 副線圈磁通量的差別 忽略變壓器自身的能量損耗 所以理想變壓器的輸入功率等于輸出功率 即p入 p出 2 根據(jù)能量守恒推導(dǎo)只有一個(gè)副線圈時(shí)原 副線圈中的電流與匝數(shù)的關(guān)系 答案 3 根據(jù)能量守恒推導(dǎo)有多個(gè)副線圈時(shí)原 副線圈中的電流與匝數(shù)的關(guān)系 答案 若有多個(gè)副線圈 則p1 p2 p3 即u1i1 u2i2 u3i3 將u1 u2 u3 n1 n2 n3 代入得n1i1 n2i2 n3i3 變壓器原 副線圈中功率關(guān)系和電流關(guān)系 1 功率關(guān)系 p入 p出 即 2 電流關(guān)系 只有一個(gè)副線圈時(shí) 有多個(gè)副線圈時(shí) n1i1 n2i2 n3i3 u1i1 u2i2 一臺(tái)理想降壓變壓器從10kv的線路中降壓并提供200a的負(fù)載電流 已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為40 1 則變壓器原線圈中的電流為 副線圈中的輸出電壓為 輸出功率為 5a 250v 50kw 答案 解析 2 題型探究 一 理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用 2 功率制約 p出決定p入 p出增大 p入增大 p出減小 p入減小 p出為0 p入為0 例1如圖2所示 理想變壓器原 副線圈匝數(shù)比為20 1 兩個(gè)標(biāo)有 12v6w 的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端 當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí) 原線圈電路中電壓表和電流表 可視為理想電表 的示數(shù)分別是a 120v 0 10ab 240v 0 025ac 120v 0 05ad 240v 0 05a 圖2 答案 解析 燈泡正常工作 副線圈兩端的電壓u2 12v 副線圈中的電流i2 2 1a 根據(jù)匝數(shù)比得原線圈中的電流i1 0 05a 原線圈兩端的電壓u1 20u2 240v 選項(xiàng)d正確 二 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 a 保持q的位置不動(dòng) 將p向上滑動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變大b 保持q的位置不動(dòng) 將p向上滑動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變小c 保持p的位置不動(dòng) 將q向上滑動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變大d 保持p的位置不動(dòng) 將q向上滑動(dòng)時(shí) 電流表讀數(shù)變小 例2 多選 如圖3所示 理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表 副線圈匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭q來(lái)調(diào)節(jié) 在副線圈兩端連接了定值電阻r0和滑動(dòng)變阻器r p為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭 在原線圈上加一電壓為u的正弦交流電 則 圖3 答案 解析 對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)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 p出 p入 i1 2 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 p出 p入 i1 三 幾種常見(jiàn)的變壓器 1 自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈 如果把整個(gè)線圈作為原線圈 副線圈只取線圈的一部分 就可以降低電壓 反之則可以升高電壓 如圖4所示 2 互感器交流電壓表和電流表都有一定的量度范圍 不能直接測(cè)量高電壓和大電流 圖4 互感器是利用變壓器的原理來(lái)測(cè)量高電壓或大電流的儀器 1 電壓互感器 實(shí)質(zhì)是降壓變壓器 可以把高電壓變成低電壓 如圖5所示 圖5 2 電流互感器 實(shí)質(zhì)是升壓變壓器 可以把大電流變成小電流 如圖6所示 圖6 例3 多選 圖7甲 乙是配電房中的互感器和電表的接線圖 下列說(shuō)法中正確的是a 線圈匝數(shù)n1n2 n3 n4c 甲圖中的電表是電壓表d 乙圖中的電表是電流表 答案 解析 題圖甲中的原線圈并聯(lián)在電路中 為電壓互感器 是降壓變壓器 n1 n2 題圖甲中的電表為電壓表 題圖乙中的原線圈串聯(lián)在電路中 為電流互感器 是升壓變壓器 n3 n4 題圖乙中的電表為電流表 故選項(xiàng)c d正確 圖7 1 電壓互感器應(yīng)并聯(lián)接入電路 電流互感器應(yīng)串聯(lián)接入電路 2 電壓互感器是把高電壓變成低電壓 故原線圈匝數(shù)n1大于副線圈匝數(shù)n2 3 電流互感器是把大電流變成小電流 故原線圈匝數(shù)n1小于副線圈匝數(shù)n2 例4一自耦變壓器如圖8所示 環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈 將其接在a b間作為原線圈 通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分 接在c d間作為副線圈 在a b間輸入電壓為u1的交變電流時(shí) c d間的輸出電壓為u2 在將滑動(dòng)觸頭從m點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到n點(diǎn)的過(guò)程中a u2 u1 u2降低b u2 u1 u2升高c u2 u1 u2降低d u2 u1 u2升高 答案 解析 圖8 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 3 1 多選 如圖9所示 l1 l2是高壓輸電線 圖中兩電表示數(shù)分別是220v和10a 已知甲圖中原 副線圈匝數(shù)比為100 1 乙圖中原 副線圈匝數(shù)比為1 10 則a 甲圖中的電表是電壓表 輸電電壓為22000vb 甲圖是電流互感器 輸電電流是100ac 乙圖中的電表是電壓表 輸電電壓為22000vd 乙圖是電流互感器 輸電電流是100a 答案 解析 圖9 1 2 3 1 2 3 2 如圖10所示 理想變壓器原線圈輸入電壓u umsin t 副線圈電路中r0為定值電阻 r是滑動(dòng)變阻器 和是理想交流電壓表 示數(shù)分別用u1和u2表示 和是理想交流電流表 示數(shù)分別用i1和i2表示 下列說(shuō)法正確的是a i1和i2表示電流的平均值b u1和u2表示電壓的最大值c 滑片p向下滑動(dòng)過(guò)程中 u2不變 i1變大d 滑片p向下滑動(dòng)過(guò)程中 u2變小 i2變大 答案 解析 圖10 1 2 3 電路中的電壓表和電流表表示的都是有效值 選項(xiàng)a b錯(cuò)誤 滑片p向下滑動(dòng)過(guò)程中 接入電路中的電阻變小 u2不變 i1變大 故c正確 d錯(cuò)誤 1 2 3 為理想交流電表 原線圈所接電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化 如圖 b 所示 下列說(shuō)法正確的是a 變壓器輸入 輸出功率之比為4 1b 變壓器原 副線圈中的電流強(qiáng)度之比為1 4c u隨t變化的規(guī)律為u 51sin 50 t vd 若熱敏電阻rt的溫度升高 則電壓表的示數(shù)不變 電流表的示數(shù)變大 1 2 3 3 多選 如圖11 a 中 理想變壓器的原 副線圈的匝數(shù)比為4 1 rt為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻 r1為定值電阻 電壓表和電流表均 答案 解析 圖11 由題意 變壓器