交流电变压器优秀PPT.ppt

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1、交流电变压器第1页，本讲稿共23页1.1.变压器的构造：变压器的构造：示意图示意图 电路中的符号电路中的符号变压器的构造：变压器的构造：A A 闭合铁芯：（涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成）闭合铁芯：（涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成）B B 原线圈（初级线圈）：其匝数用原线圈（初级线圈）：其匝数用n n1 1表示表示C C 副线圈（次级线圈）：其匝数用副线圈（次级线圈）：其匝数用n n2 2表示表示第2页，本讲稿共23页2 2变压器的工作原理变压器的工作原理变压器服从能量转化和守恒定律、法拉第电磁感变压器服从能量转化和守恒定律、法拉第电磁感应定律，通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能应定律，通过闭合铁芯

2、，利用互感现象实现了电能（U U1 1，I I1 1）到磁场能（变化的磁场），再到电能）到磁场能（变化的磁场），再到电能（U U2 2，I I2 2）的转化。）的转化。转化过程中的能量损失：转化过程中的能量损失：A A 铁芯中的涡流损失铁芯中的涡流损失 B B 一小部分漏掉的磁通量一小部分漏掉的磁通量 C C 原、副线圈极小的电阻产生的电热原、副线圈极小的电阻产生的电热理想变压器理想变压器：忽略原、副线圈的电阻和各种能量损失的：忽略原、副线圈的电阻和各种能量损失的变压器变压器第3页，本讲稿共23页由于原、副线圈由于原、副线圈的电阻都非常小的电阻都非常小理想变压器电压、电流跟匝数的关系理想变压器

3、电压、电流跟匝数的关系由能量守恒定律由能量守恒定律P P1 1=P=P2 2第4页，本讲稿共23页讨论：怎样让电压讨论：怎样让电压U U2 2升高或降低？升高或降低？怎样让怎样让I I2 2增大或减小？增大或减小？当变压器原副线圈匝数比当变压器原副线圈匝数比 确定以后确定以后,其输其输出电压出电压U U2 2是由输入电压是由输入电压U U1 1决定的决定的(即即U U2 2=U=U1 1)但若副线圈上没有负载但若副线圈上没有负载 ,副线圈电流为零输出副线圈电流为零输出功率为零功率为零 ,则输入功率为零则输入功率为零,原线圈电流也为原线圈电流也为零零,只有副线圈接入一定负载只有副线圈接入一定负载

4、,有了一定的电流有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（的电流（I I1 1=I=I2 2），同时有了相等的输入功率，），同时有了相等的输入功率，（P P入入=P=P出出）所以说：）所以说：变压器上的电压是由原线圈变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。决定的。第5页，本讲稿共23页3 3各物理量的关系各物理量的关系（1 1）原线圈的电压）原线圈的电压U U1 1由提供原线圈电压的电源决由提供原线圈电压的电源决定定（2 2）副线圈的电压由原线圈电压和匝数比决定

5、，）副线圈的电压由原线圈电压和匝数比决定，与副线圈接的用电器无关与副线圈接的用电器无关（3 3）副线圈的电流由副线圈电压和副线圈接的用）副线圈的电流由副线圈电压和副线圈接的用电器决定电器决定（4 4）原线圈的电流由输入功率）原线圈的电流由输入功率=输出功率决定输出功率决定变压器空载时，无电流，无功率输出，所以输入变压器空载时，无电流，无功率输出，所以输入功率也是零；功率也是零；副线圈短路时，副线圈短路时，I I2 2无限大，无限大，I I1 1也无限大，变压器也无限大，变压器将烧坏将烧坏第6页，本讲稿共23页调压变压器调压变压器自耦变压器自耦变压器4 4常见的变压器常见的变压器第7页，本讲稿共

6、23页A3V1V2A2L L L L2 2 2 2L L L L1 1 1 1A1 开关闭合，各表（理想电表）读数如何变化？开关闭合，各表（理想电表）读数如何变化？A A1-1-A A2-2-A A3-3-V V1-1-V V2-2-变大变大不变不变变大变大不变不变不变不变第8页，本讲稿共23页5 5小结小结（1 1）理想变压器的工作规律）理想变压器的工作规律（2 2）变压器只能改变电压、电流，不能改变电功率，）变压器只能改变电压、电流，不能改变电功率，更不能产生电能。更不能产生电能。（3 3）变压器种类很多，用途很广，但原理相同，遵）变压器种类很多，用途很广，但原理相同，遵守相同规律。守相同

7、规律。（4 4）思考：若副线圈为多个，）思考：若副线圈为多个，还成立吗？还成立吗？第9页，本讲稿共23页（一）基本概念（一）基本概念1 1理想变压器理想变压器：忽略原、副线圈的电阻和各种能量：忽略原、副线圈的电阻和各种能量损失的变压器损失的变压器2 2各物理量的关系各物理量的关系（1 1）原线圈的电压由电源决定）原线圈的电压由电源决定（2 2）副线圈的电压由原线圈电压和匝数比决定，与）副线圈的电压由原线圈电压和匝数比决定，与副线圈接的用电器无关副线圈接的用电器无关（3 3）副线圈的电流由副线圈电压和副线圈接的用）副线圈的电流由副线圈电压和副线圈接的用电器决定电器决定（4 4）原线圈的电流由副线

8、圈电流决定）原线圈的电流由副线圈电流决定变压器空载时，无电流，无功率输出，所以输入功变压器空载时，无电流，无功率输出，所以输入功率也是零；率也是零；副线圈短路时，副线圈短路时，I2I2无限大，无限大，I1I1也无限大，变压器将也无限大，变压器将烧坏烧坏第10页，本讲稿共23页3 3 变压器的规律变压器的规律4 4 演示实验演示实验（1 1）有无铁芯副、线圈匝数逐渐变化、以及反绕对）有无铁芯副、线圈匝数逐渐变化、以及反绕对变压器副线圈电压的影响变压器副线圈电压的影响（2 2）验证变压比、变流比）验证变压比、变流比（3 3）副线圈电流受负载电阻变化的影响）副线圈电流受负载电阻变化的影响（4 4）变

9、压器对直流电的作用）变压器对直流电的作用（5 5）原线圈接有负载的情况）原线圈接有负载的情况副线圈电流决定原副线圈电流决定原线圈电流线圈电流第11页，本讲稿共23页（二）基本题型（二）基本题型1 1 变压器的物理量间的关系变压器的物理量间的关系练习练习1:1:为了安全，机床上照明用的电压是为了安全，机床上照明用的电压是36V36V，这个电压是把这个电压是把220V220V的电压降压后得到的，如果的电压降压后得到的，如果变压器的原线圈是变压器的原线圈是11001100匝，副线圈是多少匝？匝，副线圈是多少匝？用这台变压器给用这台变压器给“36V36V、40W”40W”的灯泡供电，原的灯泡供电，原副

10、线圈的电流各是多少？副线圈的电流各是多少？第12页，本讲稿共23页练习练习2:2:如图，如图，一理想变压器原线圈匝数为一理想变压器原线圈匝数为n1n1，副线，副线圈匝数为圈匝数为n2n2，则，则第13页，本讲稿共23页练习练习3:3:理想变压器在正常使用过程中：理想变压器在正常使用过程中：A A如果副线圈处于开路，则原线圈输入功率为零如果副线圈处于开路，则原线圈输入功率为零B B如果副线圈处于开路，则原线圈输入功率趋于如果副线圈处于开路，则原线圈输入功率趋于无限大无限大C C如果副线圈负载电阻减小，则原线圈从电源获如果副线圈负载电阻减小，则原线圈从电源获取功率增加取功率增加D D如果副线圈负载

11、电阻减小，则原线圈从电源如果副线圈负载电阻减小，则原线圈从电源获取功率减小获取功率减小第14页，本讲稿共23页练练习习4:4:在在绕绕制制变变压压器器时时，某某人人误误将将两两个个线线圈圈绕绕在在变变压压器器铁铁心心的的左左右右两两个个臂臂上上，当当通通交交流流电电时时，每每个个线线圈圈产产生生的的磁磁通通量量都都只只有有一一半半通通过过另另一一线线圈圈，另另一一半半通通过过中中间间臂臂，如如图图，已已知知线线圈圈1 1，2 2的的匝匝数数之之比比为为N N1 1:N N2 2=2=2：1 1，在不接负载的情况下：，在不接负载的情况下：12A A当当线线圈圈1 1输输入入电电压压220V 22

12、0V 时时，线线圈圈2 2输出电压输出电压110V 110V B B当当线线圈圈1 1输输入入电电压压220V 220V 时时，线线圈圈2 2输出电压输出电压55V55VC C当当线线圈圈2 2输输入入电电压压110V 110V 时时，线线圈圈1 1输输出电压出电压220V 220V D D当当线线圈圈2 2输输入入电电压压110V 110V 时时，线线圈圈1 1输输出电压出电压110V 110V 第15页，本讲稿共23页练习练习5 5 如图所示为一理想变压器，如图所示为一理想变压器，K K为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，P P为为滑动变阻器的滑片，滑动变阻器的滑片，U U1 1为加在线圈两端

13、的电压，为加在线圈两端的电压，I I1 1为原为原线圈中的电流强度，则线圈中的电流强度，则A A 保持保持U U1 1及及P P的位置不变的位置不变,K,K由由a a合到合到b b时时,I,I1 1将增大将增大B B 保持保持U U1 1及及P P的位置不变的位置不变,K,K由由b b合到合到a a时时,R,R消耗的功率减小消耗的功率减小C C 保持保持U U1 1不变不变,K,K合到合到a a处，使处，使P P上滑上滑,I,I1 1将增大将增大D D 保持保持P P的位置不变的位置不变,K,K合到合到a a处处,若若U U1 1增大，增大，I I1 1将增大将增大 U1bRPbKa第16页，

14、本讲稿共23页如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈abab和和cd(cd(匝数都为匝数都为n1)n1)、efef和和gh(gh(匝数都为匝数都为n2)n2)组成组成.用用I1I1和和U1U1表示输入电流和电压，表示输入电流和电压，I2I2和和U2U2表示输出电流和表示输出电流和电压电压.在下列四种连接法中，符合关系在下列四种连接法中，符合关系U1/U2=n1/n2U1/U2=n1/n2，I1/I2=n2/n1I1/I2=n2/n1的有的有 A Ab b与与c c相连，以相连，以a a、d d为输入端，为输入端，f f与与g g相连，以相连

15、，以e e、h h为输出端为输出端B Bb b与与c c相连，以相连，以a a、d d为输入端，为输入端，e e与与g g相连，相连，f f与与h h相连作为输出端相连作为输出端C Ca a与与c c相连、相连、b b与与d d相连作为输入端，相连作为输入端，f f与与g g相连，以相连，以e e、h h为输出端为输出端D Da a与与c c相连、相连、b b与与d d相连作为输入端，相连作为输入端，e e与与g g相连、相连、f f与与h h相连作为输出端相连作为输出端第17页，本讲稿共23页2 2 多个副线圈问题多个副线圈问题如图所示的理想变压器，原线圈匝数如图所示的理想变压器，原线圈匝数

16、n1=1210n1=1210，接在，接在e=311sin314tVe=311sin314tV交流电源上，两组副线圈中分别接入一交流电源上，两组副线圈中分别接入一个个“36V36V 40W”40W”、“12V12V 15W”15W”的电灯，为使两灯的电灯，为使两灯正常发光，两副线圈的匝数应为多少？原线圈中电流正常发光，两副线圈的匝数应为多少？原线圈中电流强度多大？强度多大？第18页，本讲稿共23页3 3 原线圈含有负载的问题原线圈含有负载的问题如图所示，理想变压器初、次级分别接如图所示，理想变压器初、次级分别接有完全相同的灯泡有完全相同的灯泡A A和和B B，且初、次级线，且初、次级线圈匝数比圈

17、匝数比n1n2=21n1n2=21，电源电压为，电源电压为u u，则则B B灯两端电压为灯两端电压为 ：如图所示为理想变压器，如图所示为理想变压器，3 3个灯个灯泡泡L1L1，L2L2，L3L3都标有都标有“5V5V，5W”5W”，L4L4标有标有“5V5V，10W”10W”若它们都能若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈正常发光，则变压器原、副线圈匝数比匝数比n1n2n1n2和输入电压和输入电压u u应为应为 ，：第19页，本讲稿共23页如图所示，理想变压器原、副线如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比圈匝数之比n n1 1：n n2 21 1：2 2，加在，加在原线圈两端的电压为原线圈两端

18、的电压为220 V220 V，C C为额为额定电流为定电流为1 A1 A的保险丝，的保险丝，R R为接在为接在副线圈两端的可变电阻要使副线圈两端的可变电阻要使保险丝不会熔断，则可变电阻保险丝不会熔断，则可变电阻的阻值不能小于的阻值不能小于 220Vn2n1CR第20页，本讲稿共23页如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n.n.原线原线圈接正弦交流电压圈接正弦交流电压U U，输出端接有一个交流电流表和，输出端接有一个交流电流表和一个电动机一个电动机.电动机线圈电阻为电动机线圈电阻为R.R.当输入端接通电当输入端接通电源后，电流表读数为源后，电流表读数为

19、I I，电动机带动一重物匀速上，电动机带动一重物匀速上升升.下列判断正确的是（下列判断正确的是（）A.A.电动机两端电压为电动机两端电压为IRIRB.B.电动机消耗的功率为电动机消耗的功率为I I2 2R RC.C.原线圈中的电流为原线圈中的电流为nInID.D.变压器的输入功率为变压器的输入功率为UI/nUI/n第21页，本讲稿共23页如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流i iI Im msintsint，副线圈接有一电流表和负载电阻，副线圈接有一电流表和负载电阻R R，电流表的示数为，电流表的示数为0.10A.0.10A.在在t tT/4T/4时（时

20、（T T为为交变电流的周期），原线圈中的电流瞬时值交变电流的周期），原线圈中的电流瞬时值为为0.03A0.03A。由此可知该变压器的原、副线圈的。由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为（匝数比为（）第22页，本讲稿共23页如图所示，交流发电机电动势的有效值如图所示，交流发电机电动势的有效值20V20V，内阻不计，它通过一个，内阻不计，它通过一个R R66的指示灯连接变压的指示灯连接变压器。变压器输出端并联器。变压器输出端并联2424只彩色小灯泡，每只灯只彩色小灯泡，每只灯泡都是泡都是“6V6V，0.25W”0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻，灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：不计。求：（1 1）降压变压器初级、次级线圈匝数比；）降压变压器初级、次级线圈匝数比；（2 2）发电机的输出功率。）发电机的输出功率。第23页，本讲稿共23页