高中变压器公开课解析.ppt

4 变压器 * 下列关于交变电流的有效值的说法中，正确的是（ ） A．交变电流的有效值就是平均值； B．任何交变电流的最大值总是等于有效值的 倍； C．交变电流的有效值是根据电流热效应来规定的； D．正弦交变电流的有效值是按正弦规律变化的。 C 例4、发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π(rad／s)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω.试求： (1)写出交变电流瞬时值表达式； (2)外电阻上消耗的功率； (3)当线圈转过900的过程中，R上所产生的热量Q； (4)从计时开始，线圈转过π/3的过程中，通过外电阻的电荷量q是多少? 注意: 计算热量用有效值 计算电量用平均值 2万伏以上 彩色电视机显像管 6V 9V 12V 录音机 1万伏以上 黑白电视机显像管 4.2V 4.4V 5.3V 手机充电器 3000V 防身器 12V 扫描仪 36V 机床上的照明灯 3V 随身听 额定工作电压 用电器 额定工作电压 用电器 这些电器所需电压各不相同,但都可以从220V的交流电经变压器得到. 几种常见的变压器 一、变压器的构造 1.示意图 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成） （2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示 （3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示 （4）输入电压：U1; 输出电压：U2. 3.电路图中符号 n1 n2 输入 输出 U1 U2 n1 n2 灯泡发光情况 交流电输入 直流电输入 灯泡不发光 灯泡发光 结论：变压器不能改变恒定电流 输入 输出 U1 U2 n1 n2 问题： 1、变压器副线圈和原线圈电路是否相通？ 2、变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？ 二、变压器的工作原理 ------互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能到磁场能（变化的磁场）再到电能转化。 原线圈 副线圈 铁芯 ∽ U1 U2 n1 n2 ∽ 交变电流通过原线圈在铁芯中激发出交变磁场，此交变磁场在副线圈中产生感应电动势，所以副线圈有电压输出，这是变压器能改变交流的原因。 理想变压器 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。 无铜损、铁损、磁损 U1 U2 n1 n2 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 n2 n1 U2U1 -----升压变压器 n2 n1 U2 U1 -----降压变压器 U1 U2 n1 n2 四、理想变压器的变流规律 1.理想变压器输入功率应等于输出功率 即: U1I1=U2I2 P入= P出 U1 U2 n1 n2 I1 I2 可见高压线圈匝数多，但电流小，可用较细导线，低压线圈匝数少，但电流大，要用较粗导线 2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比 此公式只适用于一个副线圈的变压器 4 变压器 一、变压器的构造 二、变压器的工作原理 ------互感现象 三、实验探究变压器的变压规律 可由E=n??/ ?t得出 四、理想变压器的变流规律 由P入= P出得出 U1 I1 I2 n1 n2 U2 R 变压器动态问题：输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系 1.输入功率P1由 P1＝P2 2.U1由 3.U2由 U2＝n2/n1·U1 4.I2由 I2＝U2／R 5.I1由 I1＝n2/n1·I2 输出功率P2决定； 电源决定； U1和匝数比决定； U2和负载决定； I2和匝数比决定； 练1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，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A1的示数12mA，则电流表A2的示数为 （ ） A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R的值有关 B A V ~ R1 R2 S A. U 增大、I 增大、P1 增大 C. U 减小、I 减小、P1 减小 D. U 不变、I 减小、P1 不变 B. U 不变、I 减小、P1 增大 练习2、 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。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电器上R1的功率P