變壓器PPT課件

1、湖南隆回二中 物理組 復(fù) 習(xí)1.電感和電容對交變電流也存在阻礙作用，電感和電容對交變電流也存在阻礙作用， 分別用分別用感抗XL=2fL 和和容抗XC=1/(2fC )表示。表示。2、電感和電容對交流的阻礙作用的大小不僅與電感、電容本身有關(guān)，還跟交、電感和電容對交流的阻礙作用的大小不僅與電感、電容本身有關(guān)，還跟交流的頻率有關(guān)：流的頻率有關(guān)： 電感：電感：“通通 ；阻；阻 。” “通通 ； 阻阻 ?！?電容：電容：“通通 ；隔；隔 ?！?“通通 ；阻；阻 ?！苯涣髦绷鞯皖l高頻交流直流低頻高頻3.實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用：扼流圈扼流圈低頻扼流圈（低頻扼流圈（L較大），作用是較大），作用是“通直流、阻所有交

2、流通直流、阻所有交流”高頻扼流圈（高頻扼流圈（L較小），作用是較小），作用是“通低頻、阻高頻通低頻、阻高頻”思考與討論 另一個(gè)線圈連到額定電壓為3.8V的小燈泡上。小燈泡可能 發(fā)光 嗎 把兩個(gè)沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯，一個(gè)線圈連到學(xué)生電源的兩端。分別通以兩種電流： (1)恒定直流電(2)正弦交流電。請同學(xué)們判斷并判斷分析其原因。用電器用電器額定額定工作電壓工作電壓用電器用電器額定額定工作電壓工作電壓隨身聽3V機(jī)床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機(jī)充電器4.2V 4.4V 5.3V黑白電視機(jī)顯像管幾萬伏錄音機(jī)6V 9V 12V彩色電視機(jī)顯像管十幾萬伏 從以上表格可看到各

3、類用電器額定工作電壓往往不同，可我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那這些電器設(shè)備怎樣才能正常工作呢？請看一組數(shù)據(jù)：能提供不同交變電壓的設(shè)備能提供不同交變電壓的設(shè)備 一、變壓器三大部件 原線圈(初級線圈)：其匝數(shù)用n1表示, 與外界交變電源相連，將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，產(chǎn)生交變的磁場。 閉合鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成，形成閉合磁路，減少磁場能損失。 副線圈(次級線圈)：其匝數(shù)用n2表示，與負(fù)載用電器相連,將磁場能轉(zhuǎn)化成電能輸出。 變壓器電路符號注意注意變壓器的原、副線圈并未直接相連二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理 1、原線圈內(nèi)通直流電，副線圈內(nèi) 感應(yīng)電流. 2、原線圈內(nèi)通交流電，副線圈內(nèi) 感應(yīng)

4、電流. 3.原線圈內(nèi)變化的電流在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生變化的磁場，副線圈同樣處在鐵芯的磁場內(nèi)，將產(chǎn)生感應(yīng)電流（互感現(xiàn)象）。 4、鐵芯中的磁場，由原、副線圈分別產(chǎn)生后疊加形成。所以鐵芯兩邊的磁場變化是一樣的，即/t相同。（忽略磁場能的損失）對于原線圈對于副線圈無有三、理想變壓器的規(guī)律三、理想變壓器的規(guī)律 閉合鐵芯實(shí)現(xiàn)了電能-磁場能-電能 的轉(zhuǎn)換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型-理想變壓器。（3）鐵芯中的感應(yīng)渦流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無鐵損鐵損現(xiàn)象（1）鐵芯封閉性好，無漏磁現(xiàn)象，即穿過原、副線圈兩繞組每匝的磁通量都一樣每

5、匝線圈中所產(chǎn)生感應(yīng)電動勢相等，無磁損磁損現(xiàn)象。（2）線圈繞組的電阻不計(jì)，無銅損銅損現(xiàn)象理想變壓器滿足條件： 大型變壓器能量損失都很小，可看作理想變壓器，本章研究的變壓器可當(dāng)做理想變壓器處理.說明三、理想變壓器的規(guī)律三、理想變壓器的規(guī)律 1、原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢關(guān)系是: 2、若忽略兩線圈的內(nèi)阻，且線圈內(nèi)電流都很小，則有：原副線圈兩端的電壓跟匝數(shù)成正比.結(jié)論結(jié)論1 U1:U2=n1:n2三、理想變壓器的規(guī)律三、理想變壓器的規(guī)律結(jié)論結(jié)論2 因?yàn)槔硐胱儔浩鳠o能量損失，所以理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率。也可寫成：結(jié)合公式：結(jié)論結(jié)論3理想變壓器原副線圈的電流

6、跟它們的匝數(shù)成反比。得出： 說明：此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器的情形。如有多個(gè)副線圈，只能按照能量守恒的原則來計(jì)算。四理想變壓器的原、副線圈的基本關(guān)系 （1）理想變壓器輸出功率決定輸入功率。當(dāng)副線圈空載（未接用電器）時(shí)，變壓器的輸出功率為零，輸入功率也為零。輸入功率隨著負(fù)載的變化而變化。若同時(shí)有多組副線圈工作，則U1I1U2I2U3I3UnIn成立說明：說明： （2) 理想變壓器副線圈兩端電壓由原線圈兩端電壓和匝數(shù)比所決定。無論副線圈是否有負(fù)載，是單組還是多組，每組副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓都滿足332211nUnUnU討論：討論：如何實(shí)現(xiàn)用變壓器升高或降低升高或降低電壓電壓？當(dāng)當(dāng)n

7、n2 2 nn1 1 時(shí)，有時(shí)，有U U2 2UU1 1當(dāng)當(dāng)n n2 2 nn1 1時(shí)，有時(shí)，有U U2 2 UU1 1根據(jù)：根據(jù)：U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2-升壓變壓器升壓變壓器-降壓變壓器降壓變壓器 變壓器由兩個(gè)線圈組成：一個(gè)為原線圈，另一個(gè)為副線圈。 這兩個(gè)線圈的電壓不同作為高壓線圈的匝數(shù)多、通過的電流小，根據(jù)焦耳定律和節(jié)材原則，應(yīng)用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；作為低壓線圈的匝數(shù)少、通過的電流大，根據(jù)焦耳定律和節(jié)能原則，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制 因此，我們打開變壓器時(shí)看到兩個(gè)線圈粗細(xì)不同，用粗導(dǎo)線繞制、匝數(shù)少的線圈為低壓線圈，用細(xì)導(dǎo)線繞制、匝數(shù)多的線圈為高壓線圈。千萬不能

8、接錯(cuò)線圈！課堂練習(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(shí)，圖中電流表A1的示數(shù)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 3、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(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 =_。1803 A 2、一臺理想降壓變壓器接入10 kV的線路中降壓并提供200 A的負(fù)載電流.已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為401，則變壓器的原線圈電流、輸出電壓及輸出功率是（ ） A.

9、5 A，250 V，50 kW B.5 A，10 kV，50 kW C.200 A，250 V，50 kW D.200 A，10 kV，2103 kWA課堂練習(xí)4、如圖所示,理想變壓器的初級線圈接交流電源,次級線圈接阻值為R的負(fù)載電阻.若與初級線圈連接的電壓表V1的示數(shù)為U1,與次級線圈連接的電壓表V2的示數(shù)為U2,且U2U1,則以下判斷中正確的是（ ） A.該變壓器輸入電流與輸出電流之比為U1U2 B.該變壓器輸入功率與輸出功率之比為U2U1 C.通過負(fù)載電阻R的電流I2=U2/R D.通過初級線圈的電流I1=U22/U1RCD5、如圖所示，理想變壓器的輸入端電壓 u=311sin100t(

10、V) ，原副線圈的匝數(shù)之比為n1 :n2=10:1 ；若圖中電流表讀數(shù)為 2 A ，則 （ ） A電壓表讀數(shù)為 220 V B電壓表讀數(shù)為 22 VC變壓器輸出功率為 44 W D變壓器輸入功率為 440 WBC難點(diǎn)突破難點(diǎn)一：多個(gè)副線圈問題 例題1：如圖所示,理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1000匝,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2=50匝和n3=100匝,L1是“6 V 2 W”的小燈泡，L2是“12 V 4W”的小燈泡，當(dāng)n1接上交流電壓時(shí)，L1、L2都正常發(fā)光，那么，原線圈中的電流為 （ ）C例題2：如圖所示,理想變壓器有兩個(gè)副線圈,原線圈1接220 V交流電源,副線圈2的匝數(shù)為30匝,兩端接有“

11、12 V 12 W”的燈泡L，副線圈3的輸出電壓為110 V，兩端接有電阻R.若L正常發(fā)光且通過R的電流為0.4 A,求： (1) 副線圈3的匝數(shù)n3; (2) 原線圈1的匝數(shù)n1和通過它的電流I1.(1)275匝匝 (2)550匝匝 0.255 A解題關(guān)鍵：電流關(guān)系是由電壓關(guān)系和功率關(guān)系推導(dǎo)出來！難點(diǎn)突破難點(diǎn)二：鐵芯有多個(gè)臂問題 例題3：如圖,在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在圖示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上，當(dāng)通以交流電時(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，另一半通過中間的臂，已知線圈1、2的匝數(shù)之比為N1:N2=2:1，在不接負(fù)載的情況下，設(shè)線圈1兩端輸入電壓為U1=220V，

12、則線圈2輸出電壓的U2為（ ） A110V B、55V C、220V D、440V B解題關(guān)鍵：原副線圈的磁通量變化不相等應(yīng) 用1、自 耦 變 壓 器降壓變壓器降壓變壓器升壓變壓器升壓變壓器自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈自耦變壓器的原副線圈共用一個(gè)線圈應(yīng) 用2.互感器用途：把高電壓高電壓變成低電壓低電壓， 或把大電流大電流變成小電流小電流電壓互感器電流互感器使用時(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)。 例：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

13、流表能測直流電流，圖（b）的讀數(shù)為2.4AB.這種電流表能測交流電流，圖（b）的讀數(shù)為0.4AC.這種電流表能測交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6AD.這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖 （b）的讀數(shù)為3.6A C 1 1、一理想變壓器原線圈接交流，副線圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功、一理想變壓器原線圈接交流，副線圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來的率增加為原來的2 2倍？（倍？（ ） A A次級線圈的匝數(shù)增加為原來的次級線圈的匝數(shù)增加為原來的2 2倍倍 B B初級線圈的匝數(shù)增加為原來的初級線圈的匝數(shù)增加為原來的2 2倍倍 C C負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼呢?fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼? 2倍

14、倍 D D副線圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉淼母本€圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉淼? 2倍倍課后練習(xí) 2 2、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n1：n2=3n2=3：1 1，有四，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡只相同的燈泡連入電路中，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡均能正常發(fā)光，則燈泡L1（ ）A A、也能正常發(fā)光、也能正常發(fā)光B B、較另三個(gè)燈暗些、較另三個(gè)燈暗些C C、將會燒壞、將會燒壞D D、不能確定、不能確定課后練習(xí) 3.如圖所示為兩個(gè)互感器，在圖中圓圈內(nèi)a、b表示電表，已知電壓比為100，電流比為10，電壓表的示數(shù)為220