鲁科版高中物理第四章远距离输电第2节《变压器》参考课件1(共32张PPT).ppt

学以致用，知识延伸 思考：交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压。如何测量高压线上的交流电压？ 2.互感器 A 电流互感器 电压互感器 V 使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数 钳式电流仪 * * 4.2 变压器 用电器 额定工作电压 用电器 额定工作电压 随身听 3V 机床上的照明灯 36V 扫描仪 12V 防身器 3000V 手机充电器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 1~2万伏 录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 3~4万伏 在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？ 生活中需要各种电压 需改变电压，以适应各种不同电压的需要。 变压器 变压器就是改变交流电压的设备 在输电过程中，电压必须进行调整。 城乡变压器 各式变压器 可拆式变压器 变电站的大型变压器 观察变压器结构 ? 2.示意图 一、变压器的构造 铁芯 原线圈 副线圈 3.电路图中符号 铁芯与线圈互相绝缘 n1 n2 1.构造： （1）闭合铁芯 （2）原线圈(初级线圈) （3）副线圈(次级线圈) 思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能 → 磁场能 → 电能转化 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2) 二、变压器的工作原理 ～ ～ ——互感现象 故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电流、电压要变，才会有互感现象，变压器才可以起到变压作用。） 因为原副线圈共用一个闭合铁芯，所 以原副线圈中的磁通量，磁通量的变 化量 、磁通量的变化率都相同。 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压器的特点： 理想变压器模型 ——没有能量损失的变压器 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，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100%（理想变压器）是没有问题的。 理想变压器也是一个理想化模型。 请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。 三、变压器电压与匝数的关系 ～ ～ I1 I2 n1 n2 U1 U2 根据法拉第电磁感应定律得：原、副线圈中产生的感应电动势分别是： E1=n1??/ ?t E2=n2??/ ?t 若不考虑原副线圈的内阻有 U1=E1 U2=E2 1、n2 n1 U2U1——升压变压器 2、n2 n1 U2 U1——降压变压器 注：此公式无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。 理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比 理想变压器输入功率等于输出功率 即: U1I1=U2I2 P入= P出 四、理想变压器的变流规律 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 功率关系 理想变压器不计铜损、铁损及漏磁，所以输入功率等于输出功率．当副线圈为断路时，原线圈输入功率为零．对有多个副线圈输出时，输入功率等于副线圈上输出功率之和． 频率关系 变压器不能改变交变电流的频率． 在原线圈中接上周期性变化的电流在副线圈中激发出同频率的交流电． 变压器工作时的制约关系 1．电压制约 当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝n2U1/n1. 2．电流制约 当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1. 3．负载制约 (1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…； (2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2； (3)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率，P1＝P2； 即变压器的输入功率是由输出功率决定的． 4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 (1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1. (2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1. 特别提醒：理想变压器的副