高中物理 5.4變壓器課件 新人教版選修3-2.ppt

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第四節(jié) 變壓器,第五章 交變電流,,,但我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那么如何使這些額定電壓不是220V的電器設(shè)備正常工作的呢？,,,一、變壓器的構(gòu)造,1.示意圖,原線圈,副線圈,鐵芯,2.構(gòu)造：,（1）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成）,（2）原線圈（初級線圈）：其匝數(shù)用n1表示,（3）副線圈（次級線圈）：其匝數(shù)用n2表示,（4）輸入電壓：U1; 輸出電壓：U2.,,,3.電路圖中符號,問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？,變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？,鐵芯與線圈互相絕緣,,,二、變壓器的工作原理,------互感現(xiàn)象,變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場能（變化的磁場）再到電能（ U2、I2）轉(zhuǎn)化。,原線圈,副線圈,鐵芯,互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象。,若給原線圈接直流電壓，U副線圈電壓U2 ？,,,閉合鐵芯實現(xiàn)了電能---磁場能---電能的轉(zhuǎn)換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型------理想變壓器。,下面我們定量分析理想變壓器的變壓規(guī)律。,,無磁損,無銅損,無鐵損,理想變壓器,,,研究原副線圈兩端電壓關(guān)系的實驗,,,三、理想變壓器的變壓規(guī)律,原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是：,E1=n1??/ ?t,E2=n2??/ ?t,E1/n1= E2/n2,原線圈回路有：,U1? E1=I1r1≈ 0,則U1=E1,副線圈回路有：,E2=U2 +I2r2 ≈U2,則U2=E2,若不考慮原副線圈的內(nèi)阻，則U1=E1；U2=E2 則：U1/U2= n1/n2,,,理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比,n2 n1 U2U1 -----升壓變壓器,n2 n1 U2 U1 -----降壓變壓器,U1/U2= n1/n2,,,四、理想變壓器的變流規(guī)律,問題：原副線圈的電流可能滿足何規(guī)律？,1.理想變壓器輸出功率應(yīng)等于輸入功率,即:,U1I1=U2I2,I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1,P出= P入,,,2.理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比,I 1/ I 2= n2 / n1,變壓器工作時，高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。 這也是判定高壓線圈和低壓線圈的一種方法。,此公式只適用于一個副線圈的變壓器,,,補(bǔ)充,1、一個原線圈多個副線圈的理想變壓器的電壓、電流關(guān)系,（1）電壓關(guān)系,（2）電流關(guān)系,根據(jù)P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3,I1n1=I2n2+I3n3,,,U1,2.輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系,1.輸入功率P1由輸出功率P2決定；,P1＝P2,2.U1由電源決定；,3.U2由U1和匝數(shù)比決定；,U2＝n2/n1·U1,4.I2由U2和負(fù)載決定；,I2＝U2／R,5.I1由I2和匝數(shù)比決定；,I1＝n2/n1·I2,,,3、互感器,分類：電壓互感器和電流互感器,,,n2=180,180,=3A,解：,所以：,3 A,例1.一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線圈的匝數(shù)n2=_____，通過原線圈的電流 I1 =______。,,,例2.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=3：1，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡L1（ ） A、也能正常發(fā)光 B、較另三個燈暗些 C、將會燒壞 D、不能確定,L3,L4,L1,U1,L2,,,例3.一臺理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝1100匝，兩個副線圈的匝數(shù)分別是n2＝60匝，n3＝600匝。若通過兩個副線圈中的電流分別為I2＝1A，I3＝4A，求原線圈中的電流。,解析：對于理想變壓器，輸入功率與輸出功率相等，則有I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3,I1＝（I2n2＋I(xiàn)3n3）／n1＝（1×60＋4×600）／1100＝2.24A,,,小結(jié)： 1.變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理 2.理想變壓器的理想化模型及功率傳輸規(guī)律 3.理想變壓器的變壓和變流規(guī)律,,