高中物理新课标版人教版选修3-2精品课件：(选修3-2)5[1]4变压器1.ppt

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1、第四节第四节 变压器变压器用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V36V扫描仪扫描仪12V12V防身器防身器3000V3000V手机充电手机充电器器4.2V 4.4V 5.3V4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管 几万伏几万伏录音机录音机6V 9V 12V6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管 十几万伏十几万伏 但我们国家民用统一供电均为但我们国家民用统一供电均为220V220V，那么如何，那么如何使这些额定电压不是使这些额定电压不是220V220V的电器设备正常工作的的电

2、器设备正常工作的呢？呢？ 几种常见的变压器n1U1原线圈（初级线圈）：原线圈（初级线圈）：跟电源相连，用绝缘线绕成的跟电源相连，用绝缘线绕成的n2U2副线圈（次级线圈）：副线圈（次级线圈）：跟负载相连，用绝缘线绕成的跟负载相连，用绝缘线绕成的闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。一、变压器的构造一、变压器的构造注意：线圈必须绕在铁芯上，铁芯必须是闭合的。注意：线圈必须绕在铁芯上，铁芯必须是闭合的。原线圈原线圈接接 交交流流 电电在铁芯中在铁芯中产生变化产生变化的磁通量的磁通量副线圈副线圈产生感产生感应电动势应电动势副线圈中副线圈中如有电流如有电流在

3、铁芯中在铁芯中产生变化产生变化的磁通量的磁通量原线圈原线圈产生感产生感应电动势应电动势二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理互感现象互感现象是变压器工作的基础是变压器工作的基础 如果在能量转化的过程中能量损失很小，如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。压器。这是物理学中又一种理想化模型。理想变压器理想变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器

4、，在满负荷工作时效率可以达到设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%99%，所以理论研究时我们把它当成，所以理论研究时我们把它当成100%（理（理想变压器）是没有问题的。想变压器）是没有问题的。 理想变压器原副线圈的端电压之比理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比等于这两个线圈的匝数之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 -升压变压器升压变压器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -降压变压器降压变压器2121nnUU四、理想变压器的变流规律四、理想变压器的变流规律1. 1.理想变压器输出功率应等于输入功率理想变压器输出功率应等于

5、输入功率即即: : U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2P出出= P入入121221nnUUII2 2、理想变压器原副线圈的、理想变压器原副线圈的电流电流跟它们的跟它们的匝数成匝数成反比反比注意注意：此式只适用于有：此式只适用于有一个副线圈一个副线圈的变压器，不的变压器，不适用于有多个副线圈的变压器。适用于有多个副线圈的变压器。1221nnII一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1构造：构造： 2 2示意图示意图 3 3电路图中符号电路图中符号二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 互感现象互感现象 1 1、变压器只能改变、变压器只能改变交流电交流电的电压和电流的电压和电流

6、2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器理想变压器 P P入入P P出出三、理想变压器的变压规律三、理想变压器的变压规律 U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2四、理想变压器的变流规律：四、理想变压器的变流规律： I I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1 小结小结 练习练习1 1、理想变压器原、副线圈的匝数比、理想变压器原、副线圈的匝数比n n1 1:n:n2 24 4：1 1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表线运动切割磁感线时，图中电流表A A1 1的示数为的示

7、数为12mA12mA，则电流表，则电流表A A2 2的示数为的示数为 （ ） A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D与负载与负载R R的值有关的值有关B1803 A 练习练习2 2、一理想变压器，原线圈匝数、一理想变压器，原线圈匝数 n n1 1=1100=1100，接在电压，接在电压220V220V的交流电源上，的交流电源上，当它对当它对11 11只并联的只并联的“36V36V，60w”60w”的灯泡的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数圈的匝数n n2 2=_=_，通过原线圈的电流，通过原线圈的电流 I I1 1 =_

8、=_。(1) U(1) U1 1=220V, U=220V, U2 2=36V, U=36V, U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2(2) I(2) I2 2=P=P2 2/U/U2 2=660/36A, I=660/36A, I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1或或 P P1 1=P=P2 2=660W, I=660W, I1 1=P=P1 1/U/U1 1AVR1R2SA A. U . U 增大、增大、I I 增大、增大、P PR R1 1 增大增大C C. U . U 减小、减小、I I 减小、减小、P PR1 R1 减小减小D D. U . U 不变、不变、

9、I I 减小、减小、P PR1 R1 不变不变B B. U . U 不变、不变、I I 减小、减小、P PR1R1 增大增大 练习练习3 3、 如图所示：理想变压器的原线圈如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S S原来闭合，且原来闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么交流断开，那么交流电压表的示数电压表的示数U U、交流电流表的示数、交流电流表的示数I I 和用电和用电器上器上R R1 1的功率的功率P PR R1 1将分别（将分别（ ） D D 思考：变压器输入输思考：变压器输入输出电压、电流、功率

10、大出电压、电流、功率大小之间的因果关系小之间的因果关系 是是怎样的？怎样的？六、有多个副线圈的理想变压器的问题六、有多个副线圈的理想变压器的问题 一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为线圈匝数为n n1 1，两个副线圈的匝数分别为，两个副线圈的匝数分别为n n2 2和和n n3 3，相应的电压分别为相应的电压分别为U U1 1、U U2 2和和U U3 3，相应的电流分，相应的电流分别为别为I I1 1、I I2 2和和I I3 3，根据变压器的工作原理可得，根据变压器的工作原理可得： 11221UnUn 11332UnUn12由（）（ ）式得：22

11、33U(3)UnnPP入出根据得112233I UI UI U - 4（ ）134将（）（ ）式代入（ ）式得3112223222I UnnI UI Unn1 1223 3I nI nI n例、一台理想变压器原线圈匝数例、一台理想变压器原线圈匝数n n1 111001100匝，匝，两个副线圈的匝数分别是两个副线圈的匝数分别是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原线圈中的电流。，求原线圈中的电流。2.24A2.24A练、如图所示：理想变压器的交流输入电压练、如图所示：

12、理想变压器的交流输入电压U U1 1=220V=220V，有两组副线圈，其中，有两组副线圈，其中n n2 2=36=36匝，标匝，标有有“6V6V，9W”9W”、“12V12V，12W”12W”的灯泡分别接的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：在两副线圈上均正常发光，求：（1 1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为n n1 1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n n3 3. .（2 2）原线圈的电流）原线圈的电流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、在绕制变压器时，某学生误

13、将两个线圈绕在如图例、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n n1 1:n:n2 22 2：1. 1.在不在不接负载的情况下，则（接负载的情况下，则（ ）A A当线圈当线圈1 1输入电压为输入电压为220V220V时，时，线圈线圈2 2输出电压为输出电压为110V110VB B当线圈当线圈1 1输入电压为输入电压为220V220V时，时，线圈线

14、圈2 2输出电压为输出电压为55V55VC C当线圈当线圈2 2输入电压为输入电压为110V110V时，时，线圈线圈1 1输出电压为输出电压为220V220VD D当线圈当线圈2 2输入电压为输入电压为110V110V时，时，线圈线圈1 1输出电压为输出电压为110V110VBDBD 练习、一理想变压器如图所示，在练习、一理想变压器如图所示，在n n1 1两端两端接交流电接交流电U U1 1220V220V，n n1 1为为44004400匝，匝，n n2 2为为11001100匝。若要使匝。若要使U U3 3U U2 2，求，求n n3 3。 n n3 322002200匝匝练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为的匝数比为n n1 1：n n2 2=3=3：1 1，有四只相同的灯泡，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡连入电路中，若灯泡L L2 2、L L3 3、L L4 4均能正常发光，均能正常发光，则灯泡则灯泡L L1 1 （ ）A A、也能正常发光、也能正常发光B B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C C、将会烧坏、将会烧坏D D、不能确定、不能确定n2n1L3L4L1L2A A