高二物理（人教版選擇性必修二）-變壓器課件

1、變壓器高二年級(jí) 物理用電設(shè)備及對(duì)應(yīng)的額定電壓 不同設(shè)備所需的電壓各不相同，如何使這些額定電壓不是220V的用電設(shè)備都能正常工作呢？變壓器 變壓器幫助我們解決了這么大的問(wèn)題，那變壓器結(jié)構(gòu)究竟什么樣子？圖1 圖2 圖3一、變壓器的結(jié)構(gòu)一、變壓器的結(jié)構(gòu)1.構(gòu)造：變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈構(gòu)成鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成鐵芯與線圈互相絕緣一、變壓器的結(jié)構(gòu)2.結(jié)構(gòu)示意圖3.電路中的符號(hào)或原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2思考： 從變壓器的結(jié)構(gòu)可以看出，變壓器的原、副線圈之間并沒(méi)有用導(dǎo)線相接，那副線圈兩端的電壓是怎么產(chǎn)生的？二、變壓器的原理U1 I1 B、 U2 I2原線圈 鐵芯 副線

2、圈U1U2n1n2二、變壓器的原理1.原理：互感現(xiàn)象問(wèn)題：變壓器可以改變恒定電流的電壓?jiǎn)?？原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2二、變壓器的原理煤氣灶脈沖點(diǎn)火器交變電壓恒定電壓高壓包升壓脈沖振蕩器交變高壓變壓器交直流轉(zhuǎn)換二、變壓器的原理汽油發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火裝置原理圖副線圈電磁斷續(xù)器交變電壓恒定電壓交變高壓變壓器交直流轉(zhuǎn)換原線圈二、變壓器的原理手機(jī)電源適配器變壓器穩(wěn)壓輸出交變電壓恒定電壓交變高壓變壓器交直流轉(zhuǎn)換二、變壓器的原理交變電壓恒定電壓交變高壓變壓器交直流轉(zhuǎn)換二、變壓器的原理問(wèn)題：副線圈輸出的能量是怎么來(lái)的？原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2二、變壓器的原理電場(chǎng)能 磁場(chǎng)能 電場(chǎng)能2.能量傳輸原線

3、圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2電場(chǎng)能 磁場(chǎng)能 電場(chǎng)能思考： 變壓器副線圈輸出的電壓與什么因素有關(guān)？三、實(shí)驗(yàn)探究1.實(shí)驗(yàn)方案2.實(shí)驗(yàn)器材3.實(shí)驗(yàn)步驟4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論交流電源、可拆變壓器、數(shù)字電壓表n1n2V1V2三、實(shí)驗(yàn)探究次序U1（V）U2（V）n1n21234522012.4160010022053.216004002201.341600102202.701600202204.05160030三、實(shí)驗(yàn)探究 觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將原、副線圈的匝數(shù)與電壓進(jìn)行比較，尋找它們之間的關(guān)系。 用盡量精煉的語(yǔ)言表述出來(lái)，如果可能，最好用數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)表述。分析數(shù)據(jù)：次序U1（V）U2（V）n1n2123

4、4522012.4160010022053.216004002201.341600102202.701600202204.05160030三、實(shí)驗(yàn)探究次序U1（V）U2（V）n1n2122012.41600100222053.2160040032201.3416001042202.7016002052204.05160030U1/U2n1/n217.716458054.353.3三、實(shí)驗(yàn)探究對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和思考： 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，變壓器原、副線圈電壓之比與原、副線圈的匝數(shù)之比很接近，但又不相等，這是為什么呢？U1/U2n1/n217.716458

5、054.353.3三、實(shí)驗(yàn)探究能量損耗： 漏磁 銅損 鐵損三、實(shí)驗(yàn)探究 基于實(shí)際情況，可以忽略變壓器的各種損耗，即不計(jì)漏磁，忽略銅損和鐵損。我們把沒(méi)有能量損耗的變壓器叫作理想變壓器。 四、理想變壓器1.條件：“三無(wú)”：無(wú)漏磁、無(wú)銅損、無(wú)鐵損E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器所以：E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器問(wèn)題： 理想變壓器原線圈輸入電壓U1與原線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1什么關(guān)系？ 理想變壓器副線圈輸出電壓U2與副線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2之間是什么關(guān)系？E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器原線圈：E1對(duì)U1起到反電動(dòng)勢(shì)作用 所以，U

6、1 - E1=I1 r1 由于忽略線圈的電阻，即： r1 =0 得：U1=E1E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器副線圈：E2相當(dāng)于副線圈電源的電動(dòng)勢(shì) 所以，E2=U2 + I2 r2 由于忽略線圈電阻，即：r2 =0 得：U2=E2綜合得：E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器2.變壓規(guī)律問(wèn)題： 如果有兩個(gè)副線圈，這個(gè)變壓規(guī)律還成立嗎？U3n3E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器2.變壓規(guī)律U3n3E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器2.變壓規(guī)律問(wèn)題：怎樣設(shè)計(jì)變壓器線圈的匝數(shù)，讓變壓器升高電壓或者降低電壓？

7、E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器如果n1n2，則U1n2，則U1U2，降壓變壓器2.變壓規(guī)律E1E2原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器問(wèn)題： 理想變壓器原線圈輸入功率P輸入,與副線圈輸出功率P輸出之間是什么關(guān)系？ 如果只有一個(gè)副線圈，原線圈電流I1，與副線圈電流I2之間是什么關(guān)系？原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器3.功率關(guān)系：P輸入=P輸出 U1I1= U2I2+U3I3+U3n3原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2四、理想變壓器條件：?jiǎn)蝹€(gè)副線圈原線圈 鐵芯 副線圈U1U2n1n2五、問(wèn)題探討與練習(xí) 1.圖1是某手機(jī)電源適配器，已知其

8、輸入電壓為220V，輸出電壓為5V。圖2是從適配器中變壓器原、副線圈上拆下來(lái)的帶有絕緣層的銅線，請(qǐng)觀察說(shuō)明A、B銅線有什么區(qū)別？ 判斷哪一個(gè)是原線圈用線？圖1 圖2A B五、問(wèn)題探討與練習(xí)A B問(wèn)題：為什么A、B線粗細(xì)不同？五、問(wèn)題探討與練習(xí)A B高壓線圈：匝數(shù)多、電流小、細(xì)導(dǎo)線；低壓線圈：匝數(shù)少、電流大、粗導(dǎo)線。五、問(wèn)題探討與練習(xí) 2.互感器也是一種變壓器，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)這兩幅圖，以及你對(duì)變壓器的理解，判斷哪一個(gè)是把高電壓降低成低電壓的電壓互感器，哪一個(gè)是把大電流轉(zhuǎn)變成小電流的電流互感器。圖1 圖2并聯(lián)原線圈副線圈串聯(lián)五、問(wèn)題探討與練習(xí)電壓互感器：U1U2，n1n2，并聯(lián)在高壓電路中；電流互感器：I1 I2，n1 n2，串聯(lián)在被測(cè)電路中。圖1 圖2V A并聯(lián)原線圈副線圈串聯(lián)五、問(wèn)題探討與練習(xí)串聯(lián)A電流互感器五、問(wèn)題探討與練習(xí)3.如圖所示是街頭變壓器通過(guò)降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R代表用戶用電