變壓器高中課件

1、5.4 變壓器http:/ 4.4V 5.3V4.2V 4.4V 5.3V黑白電視機顯像管黑白電視機顯像管 幾萬伏幾萬伏錄音機錄音機6V 9V 12V6V 9V 12V彩色電視機顯像管彩色電視機顯像管 十幾萬伏十幾萬伏 但我們國家民用統(tǒng)一供電均為但我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V220V，那么如何，那么如何使這些額定電壓不是使這些額定電壓不是220V220V的電器設(shè)備正常工作的的電器設(shè)備正常工作的呢？呢？ 幾種常見的變壓器一、變壓器的一、變壓器的構(gòu)造構(gòu)造1. 1.示意圖示意圖 U1U2 n1n2原原線線圈圈副副線線圈圈鐵鐵芯芯2.2.構(gòu)造：構(gòu)造：（1 1）閉合鐵芯）閉合鐵芯 （絕緣（絕緣硅鋼片

2、疊合而成）硅鋼片疊合而成）（2 2）原線圈（初級線）原線圈（初級線圈）：其匝數(shù)用圈）：其匝數(shù)用n n1 1表示表示（3 3）副線圈（次級線）副線圈（次級線圈）：其匝數(shù)用圈）：其匝數(shù)用n n2 2表示表示（4 4）輸入電壓：）輸入電壓：U U1 1; ; 輸出電壓：輸出電壓：U U2 2. .3.3.電路圖中符號電路圖中符號n1n2問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？ 變壓器原副線圈不相通，那么在給原線變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈圈接交變電壓接交變電壓U U1 1后，副線圈電壓后，副線圈電壓U U2 2是怎是怎樣產(chǎn)生的？樣產(chǎn)生的？鐵芯與線圈互相

3、絕緣鐵芯與線圈互相絕緣 U1U2 n1n2二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理 -互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象 變壓器通過閉合鐵變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了現(xiàn)了電能電能（U U1 1、I I1 1）到到磁場能磁場能（變化的磁（變化的磁場）再到場）再到電能電能（ U U2 2、I I2 2）轉(zhuǎn)化。）轉(zhuǎn)化。原原線線圈圈副副線線圈圈鐵芯鐵芯 U1U2n1n2思考：若給原線圈接直流電壓思考：若給原線圈接直流電壓U U1 1， 副線圈電壓副線圈電壓U U2 2 ？U20理想變壓器理想變壓器 如果在能量轉(zhuǎn)化的過程中能量損失很小，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

4、阻，以及各種電磁能夠略去原、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。這是物理學中又一種理想化模型。壓器。這是物理學中又一種理想化模型。無銅損、鐵損、磁損無銅損、鐵損、磁損三、理想變壓器的變壓規(guī)律三、理想變壓器的變壓規(guī)律I1I2n1n2U1U2原、副線圈中產(chǎn)生的感應原、副線圈中產(chǎn)生的感應電動勢分別是：電動勢分別是：E E1 1=n=n1 1/ / t tE E2 2=n=n2 2/ / t t若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有 U U1 1=E=E1 1 U U2 2=E=E2 2 2121nnUU2121nnEE

5、 理想變壓器原副線圈的端電壓之比等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)之比于這兩個線圈的匝數(shù)之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 -升壓變壓器升壓變壓器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -降壓變壓器降壓變壓器2121nnUU四、理想變壓器的變流規(guī)律四、理想變壓器的變流規(guī)律1. 1.理想變壓器輸出功率應等于輸入功率理想變壓器輸出功率應等于輸入功率即即: : U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2P出出= P入入121221nnUUII2 2、理想變壓器原副線圈的、理想變壓器原副線圈的電流電流跟它們的跟它們的匝數(shù)匝數(shù)成成反比反比此

6、公式只適用于此公式只適用于一個副線圈一個副線圈的變壓器的變壓器1221nnII五、幾種常用變壓器五、幾種常用變壓器1. 1.自耦變壓器自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器降壓變壓器問題：有沒有只問題：有沒有只用一組線圈來實用一組線圈來實現(xiàn)變壓的變壓器？現(xiàn)變壓的變壓器？ 自耦變壓器的自耦變壓器的原副線圈共用一原副線圈共用一個線圈個線圈2.2.互感器互感器 A電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器V 使用時把原線圈與使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)數(shù)多于副線圈匝數(shù) 使用時把原線圈使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈

7、與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)鉗式電流儀鉗式電流儀一、變壓器的構(gòu)造一、變壓器的構(gòu)造 1 1示意圖示意圖 2 2電路圖中符號電路圖中符號 3 3構(gòu)造：構(gòu)造：二、變壓器的工作原理：二、變壓器的工作原理： 1 1、互感現(xiàn)象：原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生、互感現(xiàn)象：原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生 的互相感應現(xiàn)象的互相感應現(xiàn)象 2 2、能量轉(zhuǎn)化：電能、能量轉(zhuǎn)化：電能磁場能磁場能電能電能 3 3、理想變壓器理想變壓器 P P入入P P出出三、理想變壓器的變壓規(guī)律三、理想變壓器的變壓規(guī)律 U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2四、理想變壓器的變流規(guī)律：四、理想變

8、壓器的變流規(guī)律： I I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1 五、常用變壓器五、常用變壓器小結(jié)小結(jié) 練練1 1、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n n1 1:n:n2 24 4：1 1，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直線，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時，圖中電流表運動切割磁感線時，圖中電流表A A1 1的示數(shù)的示數(shù)12mA12mA，則電流表則電流表A A2 2的示數(shù)為的示數(shù)為 （ ）A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D與負載與負載R R的值有關(guān)的值有關(guān)B1803 A練習練習2 2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)、一

9、理想變壓器，原線圈匝數(shù)n n1 1=1100=1100，接在電壓接在電壓220V220V的交流電源上，當它對的交流電源上，當它對11 11只并只并聯(lián)的聯(lián)的“36V36V，60w”60w”的燈泡供電時，燈泡正的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n n2 2=_=_，通過原線圈的電流通過原線圈的電流 I I1 1 =_ =_。圖（圖（a）A鐵鐵芯芯圖（圖（b）C C練練3 3、鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖（、鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖（a a）所示。圖（）所示。圖（a a）中電流表的讀數(shù)為中電流表的讀數(shù)為1.2A 1.2A 。圖（。圖（b b）中用同一電纜線繞

10、了）中用同一電纜線繞了3 3匝，則匝，則A.A.這種電流表能測直流電流，圖（這種電流表能測直流電流，圖（b b）的讀數(shù)為）的讀數(shù)為2.4A2.4AB.B.這種電流表能測交流電流，圖（這種電流表能測交流電流，圖（b b）的讀數(shù)為）的讀數(shù)為0.4A0.4AC.C.這種電流表能測交流電流，圖（這種電流表能測交流電流，圖（b b）的讀數(shù)為）的讀數(shù)為3.6A3.6AD.D.這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖 （b b）的讀數(shù)為）的讀數(shù)為3.6A3.6A練練4 4、為了保證用電安全，家庭居室的室內(nèi)電路前端一、為了保證用電安全，家庭居室的室內(nèi)電路前端一般

11、都安裝漏電保護開關(guān)，如圖所示是保護開關(guān)的電路原般都安裝漏電保護開關(guān)，如圖所示是保護開關(guān)的電路原理簡圖理簡圖 問：問：（1 1）電路正常工作時，）電路正常工作時，b b線圈是沒有電流的，原因是線圈是沒有電流的，原因是什么？什么？（2 2）如果站在地上的人不小心接觸火線時，）如果站在地上的人不小心接觸火線時，b b線圈為線圈為什么會產(chǎn)生感應電流？什么會產(chǎn)生感應電流？答案答案 （1 1）電流互感器）電流互感器a a側(cè)兩線圈完全相同，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，它們流過兩線圈的電流大小相等，方向相反，它們產(chǎn)生的磁場相互抵消，產(chǎn)生的磁場相互抵消，b b側(cè)線圈磁通量總為零側(cè)線圈磁

12、通量總為零而不變，線圈中不產(chǎn)生感應電流而不變，線圈中不產(chǎn)生感應電流（2 2）火線的電流有一部分流經(jīng)人體，經(jīng)大地流）火線的電流有一部分流經(jīng)人體，經(jīng)大地流回發(fā)電廠，回發(fā)電廠，a a側(cè)兩線圈電流大小不等，產(chǎn)生側(cè)兩線圈電流大小不等，產(chǎn)生“剩剩余電流余電流”在鐵芯中產(chǎn)生變化的在鐵芯中產(chǎn)生變化的“剩余磁通剩余磁通”，b b側(cè)線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應電側(cè)線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應電流流AVR1R2SA A. U . U 增大、增大、I I 增大、增大、P P1 1 增大增大C C. U . U 減小、減小、I I 減小、減小、P P1 1 減小減小D D. U . U 不變、不變、I

13、I 減小、減小、P P1 1 不變不變B B. U . U 不變、不變、I I 減小、減小、P P1 1 增大增大練練5 5、 如圖所示：理想變壓器的原線圈接高如圖所示：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。電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。S S原原來閉合，且來閉合，且R R1 1=R=R2 2，現(xiàn)將現(xiàn)將S S斷開，那么交流電斷開，那么交流電壓表的示數(shù)壓表的示數(shù)U U、交流電流表的示數(shù)、交流電流表的示數(shù)I I 和用電器和用電器上上R R1 1的功率的功率P P1 1將分別是：將分別是： D DU U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R

14、 變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系小之間的因果關(guān)系 1.輸入功率輸入功率P1由輸出功率由輸出功率P2決定；決定； P1P22.U1由電源決定；由電源決定；3.U2由由U1和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； U2n2/n1U14.I I2由由U2和負載決定；和負載決定； I I2U2R5.I I1由由I I2和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； I I1n2/n1I I2六、有多個副線圈的理想變壓器的問題六、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，原一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)為線圈匝數(shù)為n n1 1，兩個副線圈的匝數(shù)分

15、別為，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n n2 2和和n n3 3，相應的電壓分別為相應的電壓分別為U U1 1、U U2 2和和U U3 3，相應的電流分，相應的電流分別為別為I I1 1、I I2 2和和I I3 3，根據(jù)變壓器的工作原理可得，根據(jù)變壓器的工作原理可得： 11221UnUn 11332UnUn12由（ ）（ ）式得：2233U(3)UnnPP入出根據(jù)得112233I UI UI U -4（ ）134將（ ）（ ）式代入（ ）式得3112223222I UnnI UI Unn1 12233I nI nI n例、一臺理想變壓器原線圈匝數(shù)例、一臺理想變壓器原線圈匝數(shù)n n1 1110011

16、00匝，匝，兩個副線圈的匝數(shù)分別是兩個副線圈的匝數(shù)分別是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。若通過兩個副線圈中的電流分別為匝。若通過兩個副線圈中的電流分別為I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原線圈中的電流。，求原線圈中的電流。2.24A2.24A練、如圖所示：理想變壓器的交流輸入電壓練、如圖所示：理想變壓器的交流輸入電壓U U1 1=220V=220V，有兩組副線圈，其中，有兩組副線圈，其中n n2 2=36=36匝，標匝，標有有“6V6V，9W”9W”、“12V12V，12W”12W”的燈泡分別接的燈泡分別接在兩副線圈上均正常發(fā)光，求：在兩副線圈上均正常發(fā)光，

17、求：（1 1）原線圈的匝數(shù)為）原線圈的匝數(shù)為n n1 1和另一副線圈的匝數(shù)和另一副線圈的匝數(shù)n n3 3. .（2 2）原線圈的電流）原線圈的電流I I1 1。n3n2n1（1 1）n n2 2 13201320匝匝 n n3 3= 72= 72匝匝 （2 2）I I1 1=0.095A=0.095A例、在繞制變壓器時，某學生誤將兩個線圈繞在如圖例、在繞制變壓器時，某學生誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器左右兩臂上，當通以交變電流時，每個線所示變壓器左右兩臂上，當通以交變電流時，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

18、的匝數(shù)之比通過中部的臂，已知線圈的匝數(shù)之比n n1 1:n:n2 22 2：1. 1.在不在不接負載的情況下，則（接負載的情況下，則（ ）A A當線圈當線圈1 1輸入電壓為輸入電壓為220V220V時，時，線圈線圈2 2輸出電壓為輸出電壓為110V110VB B當線圈當線圈1 1輸入電壓為輸入電壓為220V220V時，時，線圈線圈2 2輸出電壓為輸出電壓為55V55VC C當線圈當線圈2 2輸入電壓為輸入電壓為110V110V時，時，線圈線圈1 1輸出電壓為輸出電壓為220V220VD D當線圈當線圈2 2輸入電壓為輸入電壓為110V110V時，時，線圈線圈1 1輸出電壓為輸出電壓為110V110VBDBD 練習、一理想變壓器如圖所示，在練習、一理想變壓器如圖所示，在n n1 1兩端兩端接交流電接交