交流電變壓器

交流電變壓器第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日1.變壓器的構(gòu)造：①示意圖②電路中的符號(hào)③變壓器的構(gòu)造：A閉合鐵芯：（涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成）B原線圈（初級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n1表示C副線圈（次級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n2表示第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日2．變壓器的工作原理①變壓器服從能量轉(zhuǎn)化和守恒定律、法拉第電磁感應(yīng)定律，通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（U1，I1）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)），再到電能（U2，I2）的轉(zhuǎn)化。②轉(zhuǎn)化過程中的能量損失：

A鐵芯中的渦流損失

B一小部分漏掉的磁通量

C原、副線圈極小的電阻產(chǎn)生的電熱理想變壓器：忽略原、副線圈的電阻和各種能量損失的變壓器第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日由于原、副線圈的電阻都非常?、劾硐胱儔浩麟妷?、電流跟匝數(shù)的關(guān)系由能量守恒定律P1=P2第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日④討論：怎樣讓電壓U2升高或降低？怎樣讓I2增大或減?。竣莓?dāng)變壓器原副線圈匝數(shù)比確定以后,其輸出電壓U2是由輸入電壓U1決定的(即U2=U1)但若副線圈上沒有負(fù)載,副線圈電流為零輸出功率為零,則輸入功率為零,原線圈電流也為零,只有副線圈接入一定負(fù)載,有了一定的電流,即有了一定的輸出功率，原線圈上才有了相應(yīng)的電流（I1=I2），同時(shí)有了相等的輸入功率，（P入=P出）所以說：變壓器上的電壓是由原線圈決定的，而電流和功率是由副線圈上的負(fù)載來決定的。第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日3．各物理量的關(guān)系（1）原線圈的電壓U1由提供原線圈電壓的電源決定（2）副線圈的電壓由原線圈電壓和匝數(shù)比決定，與副線圈接的用電器無關(guān)（3）副線圈的電流由副線圈電壓和副線圈接的用電器決定（4）原線圈的電流由輸入功率=輸出功率決定①變壓器空載時(shí)，無電流，無功率輸出，所以輸入功率也是零；②副線圈短路時(shí)，I2無限大，I1也無限大，變壓器將燒壞第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日調(diào)壓變壓器自耦變壓器4．常見的變壓器第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日A3V1V2A2L2L1A1開關(guān)閉合，各表（理想電表）讀數(shù)如何變化？A1-------A2------A3------V1------V2------變大不變變大不變不變第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日5．小結(jié)（1）理想變壓器的工作規(guī)律（2）變壓器只能改變電壓、電流，不能改變電功率，更不能產(chǎn)生電能。（3）變壓器種類很多，用途很廣，但原理相同，遵守相同規(guī)律。（4）思考：若副線圈為多個(gè)，還成立嗎？第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日（一）基本概念1．理想變壓器：忽略原、副線圈的電阻和各種能量損失的變壓器2．各物理量的關(guān)系（1）原線圈的電壓由電源決定（2）副線圈的電壓由原線圈電壓和匝數(shù)比決定，與副線圈接的用電器無關(guān)（3）副線圈的電流由副線圈電壓和副線圈接的用電器決定（4）原線圈的電流由副線圈電流決定①變壓器空載時(shí)，無電流，無功率輸出，所以輸入功率也是零；②副線圈短路時(shí)，I2無限大，I1也無限大，變壓器將燒壞第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日3變壓器的規(guī)律4演示實(shí)驗(yàn)（1）有無鐵芯副、線圈匝數(shù)逐漸變化、以及反繞對(duì)變壓器副線圈電壓的影響（2）驗(yàn)證變壓比、變流比（3）副線圈電流受負(fù)載電阻變化的影響（4）變壓器對(duì)直流電的作用（5）原線圈接有負(fù)載的情況——副線圈電流決定原線圈電流第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日（二）基本題型1變壓器的物理量間的關(guān)系練習(xí)1:為了安全，機(jī)床上照明用的電壓是36V，這個(gè)電壓是把220V的電壓降壓后得到的，如果變壓器的原線圈是1100匝，副線圈是多少匝？用這臺(tái)變壓器給“36V、40W”的燈泡供電，原副線圈的電流各是多少？

第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日練習(xí)2:如圖，一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1，副線圈匝數(shù)為n2，則第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日練習(xí)3:理想變壓器在正常使用過程中：A．如果副線圈處于開路，則原線圈輸入功率為零B．如果副線圈處于開路，則原線圈輸入功率趨于無限大C．如果副線圈負(fù)載電阻減小，則原線圈從電源獲取功率增加D．如果副線圈負(fù)載電阻減小，則原線圈從電源獲取功率減小第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日練習(xí)4:在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線圈繞在變壓器鐵心的左右兩個(gè)臂上，當(dāng)通交流電時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一線圈，另一半通過中間臂，如圖，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：12A當(dāng)線圈1輸入電壓220V時(shí)，線圈2輸出電壓110VB當(dāng)線圈1輸入電壓220V時(shí)，線圈2輸出電壓55VC當(dāng)線圈2輸入電壓110V時(shí)，線圈1輸出電壓220VD當(dāng)線圈2輸入電壓110V時(shí)，線圈1輸出電壓110V第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日練習(xí)5如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，U1為加在線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則A保持U1及P的位置不變,K由a合到b時(shí),I1將增大B保持U1及P的位置不變,K由b合到a時(shí),R消耗的功率減小C保持U1不變,K合到a處，使P上滑,I1將增大D保持P的位置不變,K合到a處,若U1增大，I1將增大U1bRPbKa第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日如圖所示，一理想變壓器的原、副線圈分別由雙線圈ab和cd(匝數(shù)都為n1)、ef和gh(匝數(shù)都為n2)組成.用I1和U1表示輸入電流和電壓，I2和U2表示輸出電流和電壓.在下列四種連接法中，符合關(guān)系U1/U2=n1/n2，I1/I2=n2/n1的有A．b與c相連，以a、d為輸入端，

f與g相連，以e、h為輸出端B．b與c相連，以a、d為輸入端，

e與g相連，f與h相連作為輸出端C．a(chǎn)與c相連、b與d相連作為輸入端，

f與g相連，以e、h為輸出端D．a(chǎn)與c相連、b與d相連作為輸入端，

e與g相連、f與h相連作為輸出端第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日2多個(gè)副線圈問題如圖所示的理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1210，接在e=311sin314tV交流電源上，兩組副線圈中分別接入一個(gè)“36V

40W”、“12V

15W”的電燈，為使兩燈正常發(fā)光，兩副線圈的匝數(shù)應(yīng)為多少？原線圈中電流強(qiáng)度多大？第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日3原線圈含有負(fù)載的問題如圖所示，理想變壓器初、次級(jí)分別接有完全相同的燈泡A和B，且初、次級(jí)線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，電源電壓為u，則B燈兩端電壓為

：如圖所示為理想變壓器，3個(gè)燈泡L1，L2，L3都標(biāo)有“5V，5W”，L4標(biāo)有“5V，10W”．若它們都能正常發(fā)光，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2和輸入電壓u應(yīng)為

，

：第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1：n2＝1：2，加在原線圈兩端的電壓為220V，C為額定電流為1A的保險(xiǎn)絲，R為接在副線圈兩端的可變電阻．要使保險(xiǎn)絲不會(huì)熔斷，則可變電阻的阻值不能小于

Ω．220Vn2n1CR第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日如圖，有一理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比為n.原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī).電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R.當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升.下列判斷正確的是（

）A.電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IRB.電動(dòng)機(jī)消耗的功率為I2RC.原線圈中的電流為nID.變壓器的輸入功率為UI/n第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期日如圖所示，理想變壓器原線圈輸入交變電流i＝Imsinωt，副線圈接有一電流表和負(fù)載電阻R，電流表的示數(shù)為0.10A.在t＝T/4時(shí)（T為交變電流的周期），原線圈中的電流瞬時(shí)值為0.03A。由此可知該變壓器的原、副線圈的