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5.4《变压器》 * 变压器 照明灯电压------220伏 机床上照明灯------36伏 半导体收音机电源电压不超过10伏 大型发电机交流电压------几万伏 远距离输电------几十万伏 电视机显像管却需要10000V以上电压 交流便于改变电压，以适应各种不同的需要 变压器就是改变交流电压的设备 几种常见的变压器 可拆式变压器 城乡变压器 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 问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？ 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？ 铁芯与线圈互相绝缘 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 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（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（ U2、I2）转化。 原线圈 副线圈 铁芯 ∽ U1 U2 n1 n2 ∽ 互感现象：在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。 若给原线圈接直流电压，U副线圈电压U2 ？ 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失很小，为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型------理想变压器。 下面我们定量分析理想变压器的变压规律。 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压器 三、理想变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 原、副线圈中产生的感应电动势分别是： E1=n1??/ ?t E2=n2??/ ?t E1/n1= E2/n2 原线圈回路有： U1? E1=I1r1≈ 0 则U1=E1 副线圈回路有： E2=U2 +I2r2 ≈U2 则U2=E2 若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：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 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: U1I1=U2I2 I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1 P出= P入 2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比 I 1/ I 2= n2 / n1 变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。 此公式只适用于一个副线圈的变压器 U1 I1 I2 n1 n2 U2 R 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由输出功率P2决定； P1＝P2 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定； U2＝n2/n1·U1 4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R 5.I1由I2和匝数比决定； I1＝n2/n1·I2 【例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 解析：变压器只能工作于交流电路，不能工作在恒定电流和恒定电压的电路，导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈n2上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过。 【例2】一理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻 （1）当原线圈接在44V直流电源电源上时，电压表示数为________V,电流表示数为______A. （2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为_______A,此时输入功率为_______W. 0 0 44 0.44 19.36 U1 U2 = n1 n2 220 36 = 1100 n2 n2=180 180 U2 P2 I2= = n2 n1 I1 I2 180×11×60 1100×36 = n2 P2 = n1 U2 =3A 解： 所以： 3 A 练习1.一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发