2013-2014學(xué)年高二物理粵教版選修3-2同步課件：第2章_第6節(jié)_變壓器

1、第六節(jié)變壓器第六節(jié)變壓器交變電流1了解變壓器的工作構(gòu)造和原理2掌握理想變壓器的電流、電壓與匝數(shù)的關(guān)系3會(huì)分析討論負(fù)載變化時(shí)的電流、電壓等相關(guān)物理量的變化情況 1變壓器的作用、構(gòu)造、原理 (1)作用：變壓器是改變_的設(shè)備. (2)構(gòu)造：變壓器是由_和繞在鐵芯上的_構(gòu)成；一個(gè)線圈與交流電源相連叫_，也叫_；另一個(gè)線圈與負(fù)載相連，叫_，也叫_ (3)原理：其工作原理是利用了_ 1(1)交流電流、電壓(2)閉合鐵芯兩組線圈原線圈初級(jí)線圈副線圈次級(jí)線圈(3)電磁感應(yīng)中的互感原理 2理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律沒有_(一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”)的變壓器

2、是_有_(1)電壓關(guān)系：_ ，若n2n1時(shí)，U2U1，為_變壓器升壓器的副線圈的電流_，一般用_導(dǎo)線繞制；若n2n1時(shí)，U2U1，_變壓器降壓器的副線圈的電流_，一般用_導(dǎo)線繞制(2)電流關(guān)系：只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有_，若副線圈有多個(gè)時(shí)_U1U2n1n2 2能量損失理想變壓器P入P出(1)升壓小細(xì)降壓大粗(2)U1I1U2I2， n1I1=n2I2n3I3I1I2n2n1 3互感器(1)電壓互感器用來把_變成_，它的原線圈_在高壓電路中，副線圈上接入交流電壓表如圖a所示(2)電流互感器用來把_變成_它的原線圈_在被測電路中，副線圈上接入交流電流表，如圖b所示串聯(lián)高電壓低電壓并聯(lián)

3、大電流 小電流4幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器圖1是自耦變壓器的示意圖這種變壓器的特點(diǎn)是鐵芯上只繞有_線圈如果把整個(gè)線圈作原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以_電壓；如果把線圈的一部分作原線圈，整個(gè)線圈作副線圈，就可以_電壓一個(gè)降低升高(2)調(diào)壓變壓器就是一種_變壓器，它的構(gòu)造如圖3所示線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上AB之間加上輸入電壓U1 .移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P 的位置就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2；配合自動(dòng)控制電路可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓.可以調(diào)節(jié)電壓的考點(diǎn)一變壓器原理變壓器是由于互感原理，在原線圈兩端只有加交變電壓U1后，鐵芯中有磁通量的變化，負(fù)線圈的兩端才能都有感應(yīng)電壓和電流沒有漏磁時(shí)，原、負(fù)線圈中的

4、磁通量、以及其磁通量變化率相同 如圖，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是( )解析：原線圈接直流電源，鐵芯中無變化磁通，副線圈不能感應(yīng)出電壓，故A、C錯(cuò)誤；升壓變壓器副線圈匝數(shù)比原線圈的多，故B對(duì)，D錯(cuò)答案：B練習(xí)練習(xí)1一個(gè)正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，下列哪些物理量不一定相等是 （ ）A交變電流的頻率B電流的有效值C電功率 D磁通量的變化率 B考點(diǎn)二理想變壓器規(guī)律的應(yīng)用理想變壓器的兩個(gè)基本公式：(1) ，即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比(2)P入P出，即無論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和有多個(gè)副線圈時(shí)， 有P入P出，即P1 P2 P3 P4

5、P5由U1I1U2I2U3I3，得到n1I1n2I2n3I3 如下圖所示電路，變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)n11 000匝，次級(jí)有兩個(gè)線圈，匝數(shù)分別為n2500匝，n3200匝，分別接一個(gè)R55 的電阻，在初級(jí)線圈上接入U(xiǎn)1220 V交流電求：(1)兩個(gè)次級(jí)線圈的電壓各是多少.(2)初級(jí)線圈中的電流練習(xí)練習(xí)2一個(gè)理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時(shí)輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2，P1和P2.已知n1n2，則( ) AU1U2，I1I2 BI1I2，P1P2CU1U2，P1P2 DP1P2，I1I2AC考點(diǎn)三 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析(制約思路)(1)電壓制約

6、：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2n2U1/n1，可簡述為“原制約副”(2)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1n2I2/n1，可簡述為“副制約原”(3)負(fù)載制約：變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2P負(fù)1P負(fù)2；變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2P2/U2；總功率P總P線P2.動(dòng)態(tài)分析問題的思路程序可表示為： 如下圖所示，三只燈泡均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)，則下列說法中正確的是()A燈L1和L2均變暗B燈

7、L3變暗C副線圈n2中的電流變大D變壓器原線圈的輸入功率變大解析：由于原線圈上的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，可知兩個(gè)副線圈上的電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)，副線圈n3中的電流增大，電阻R1上的電壓增大，由閉合電路歐姆定律可得，L3上的電壓減小，故燈L3變暗，而副線圈n2的電壓及回路中的電阻不發(fā)生變化，故燈L1和L2的亮度不變；由于副線圈n3中的電流增大，則原線圈中的電流也隨之增大，故原線圈的輸入功率變大答案：BD一、理想變壓器原、副線圈中共用相同的變化磁場，故電壓、電流有相同的變化規(guī)律、有相同的周期頻率但由于原、副線圈的匝數(shù)、截面積不同，則電壓、電流的值可以不同在公式 中，原線圈

8、中U1、I1代入有效值時(shí)，副線圈對(duì)應(yīng)的U2、I2也是有效值，當(dāng)原線圈中U1、I1為最大值或瞬時(shí)值時(shí)，副線圈中的U2、I2也對(duì)應(yīng)最大值或瞬時(shí)值練習(xí)練習(xí)3如圖有一原線圈和一副線圈的繞在理想變壓器左右兩個(gè)臂上，當(dāng)從原線圈輸入交流電后，各個(gè)線圈中一定相同的物理量是()A每匝線圈中的磁通量的變化率B交流電的頻率C電功率D電流強(qiáng)度的峰值B2.副線圈中有兩個(gè)以上線圈同時(shí)工作時(shí)，任意兩個(gè)線圈電壓之比等于匝數(shù)之比U1 U2 U3n1 n2 n3，但電流 ，此情況必須用原副線圈功率相等來求電流. 如圖所示，接于理想變壓器的四個(gè)燈泡規(guī)格相同，且全部正常發(fā)光，則這三個(gè)線圈的匝數(shù)比應(yīng)為()A1 2 3 B2 3 1C3

9、 2 1 D2 1 31 解析：由于所有燈泡規(guī)格相同且都正常發(fā)光，則 式中，U為燈泡的額定電壓，設(shè)I為燈泡的額定電流，由理想變壓器的功率關(guān)系P1P2P3 U1IU2IU3I2UIUI3UI, 所以U13U，則 由此得n1 n2 n33 2 1答案：CU2U3n2n32UU21 n1n2U1U23U2U32 3.關(guān)于理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題一般有兩種類型：(1)負(fù)載電阻不變，原副線圈的電壓U1、U2，電流I1、I2，功率P1、P2隨匝數(shù)比變化而變化(2)匝數(shù)比不變，原副線圈的電壓U1、U2不變，電流I1、I2，功率P1、P2隨負(fù)載電阻的變化而變化無論哪種情況，關(guān)鍵是要分清變量和不變量，弄清相互制

10、約關(guān)系U2由U1和匝數(shù)比決定；I2由U2和負(fù)載電阻決定；I1由I2和匝數(shù)比決定注意： 變壓器可以使輸出電壓升高或降低，但不可能使輸出功率變大假若是理想變壓器輸出功率也不可能減少變壓器的輸入功率由輸出功率決定，用到：P1U1I1 ，即輸入功率與副線圈電路的電阻值成反比式中的R表示負(fù)載電阻的阻值，而不是“負(fù)載”“負(fù)載”表示副線圈所接的用電器的實(shí)際功率實(shí)際上，R越大，負(fù)載越?。籖越小，負(fù)載越大這一點(diǎn)在審題時(shí)要特別注意通常說的增大輸出端負(fù)載，可理解為負(fù)載電阻減小；同理加大負(fù)載電阻可理解為減小負(fù)載 下列有關(guān)理想變壓器的說法正確的是()A原、副線圈中交變電流的頻率一定相等 B負(fù)載空載時(shí)，原線圈中的電流為零 ，副線圈上的電壓為零C副線圈的輸出功率和原線圈的輸入功率一定相等 D原線圈中輸入功率隨著副線圈中的負(fù)載阻值增大而增大AC1一臺(tái)理想變壓器的原線圈匝數(shù)為100匝，副線圈匝數(shù)為1200匝，在原線圈兩端接有一電動(dòng)勢為10 V的電池組，則在副線圈兩端的輸出電壓為()