5.4变压器幻灯片.ppt

* 选修3-2 第五章 交变电流 复习回顾: 1、法拉第电磁感应定律的内容是什么？ 2、什么是交变电流？ 引入新课: 　　大型发电机发出的交流电压有几万伏,而远距离输电电压高达几十万伏,但各种用电器所需要的电压又各不相同。 “sony”随身听 3伏工作电压 机床照明 36伏工作电压 洗衣机 220伏工作电压 彩色电视机显像管 十几万伏工作电压 观察下图中各用电器的工作电压 那么如何使各种额定电压不同的电器设备正常工作呢？ 这就需要一种能改变交变电流电压的电气设备 变 压 器 常见变压器 （一）变压器的原理： 1、构造： 变压器是由闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成） 和绕在铁芯上的两个线圈组成。 一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈） 其匝数用n1表示，其电压叫输入电压：用U1表示； 另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）， 其匝数用n2表示，其电压叫输出电压：用U2表示。 电路图中符号 结构示意图 2、工作原理： 在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变 电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。这个 交变的磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈， 在原、副线圈中都要产生感应电动势。 当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向 负载供电。 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？ 在原副线圈中由于有交变电流而发生的 互相感应现象，叫做互感现象。 互感现象是变压器工作的基础。 从能量转化的角度，变压器是把电能转化 为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置。 变压器的工作原理 思考： 若给变压的原线圈接直流电压U1副线圈 电压U2为多少？ 闭合铁芯实现了电能---磁场能---电能的转换，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。 （二）理想变压器： 没有漏磁及发热损失的变压器，即没有能量 损失的变压器叫理想变压器。 特点：不计原、副线圈的电阻 没有电磁能量损失（铁芯内无漏磁等） 输入功率＝输出功率 实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器． 1、探究理想变压器线圈两端的电压与匝数 的关系： 由于原副线圈都是绕在同一铁芯上、磁通量的变化率??/ ?t都相同，原、副线圈中产生的感应电动势可分别表示： E1=n1??/ ?t E2=n2??/ ?t 即 E1/n1= E2/n2 若不考虑原副线圈的内阻有 U1=E1 U2=E2 则：U1/U2= n1/n2 结论：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 U1/U2= n1/n2 2、功率关系：对于理想变压器，不考虑 能量损失，有 3、电流关系：当只有一个副线圈时， 当n1＞n2时，u1＞u 2 ，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器； 当n1＜n 2时，u1＜u2 ，变压器使电压低，这种变压器叫做降压变压器； 4、有多个副线圈的理想变压器的问题 原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数为n2和n3， 相应的电压分别为U1、U2和U3， 相应的电流分别为I1、I2和I3 需注意的几个问题： （2）变压器输出电压与输入电压的频率相等。 （4）当理想变压器原、副线圈的匝数不变时， 如果变压器的负载发生变化，确定其他物理量时， 依据以下原则： ①输入电压U1决定输出电压U2； ②输出电流I2决定输入电流I2 ； ③输出功率P2决定输入功率P1； （1）变压器只能改变交流电，不能改变直流电。 （3）变压器输出功率与输入功率相等。 【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的示数为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中，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，故选B。 B 【变式练习】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，如图所示。 （1）当原线圈接在44V直流电源上时，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 _____