[理化生]54变压器20110314.ppt

* * * * 第六课时上到这里。 第五章 交变电流 物理 选修3-2 5.4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 几万伏 录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 十几万伏 但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？ 几种常见的变压器 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 （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. 一、变压器的构造 问题：①变压器原线圈和副线圈电路是否相通？ 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，副线圈两端的交流电压U2是怎样产生的？ U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 结构示意图 n1 n2 电路中的符号 （不相通） 原线圈 接 交 流 电 在铁芯中 产生变化 的磁通量 副线圈 产生感 应电动势 副线圈中 如有电流 在铁芯中 产生变化 的磁通量 原线圈 产生感 应电动势 二、变压器的工作原理 互感现象是变压器工作的基础 二、变压器的工作原理 ------互感现象 1、原、副线圈之间是通过交变磁场相互联系的，且穿过它们的磁通量始终相等。 2、从能量的角度看，显然变压器不能产生电能，只是通过交变磁场传输电能。 原线圈 副线圈 铁芯 ∽ U1 U2 n1 n2 ∽ 思考1：若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2 情况怎样？ U2＝0 思考2 ：原、副线圈不套在闭合铁芯上，是否仍然存在互感现象？ 思考3 ：为什么说闭合铁芯是变压器的必要组成部分？铁芯的作用是什么？ （仍存在） 如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。 原线圈 副线圈 铁芯 ∽ U1 U2 n1 n2 ∽ 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。 理想变压器 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。 三、理想变压器的变压规律 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 原线圈 副线圈 铁芯 ∽ 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 四、理想变压器的变流规律 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: U1I1=U2I2 P入= P出 2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比 注意：此式只适用于有一个副线圈的变压器，不适用于有多个副线圈的变压器。 五、几种常用变压器 1.自耦变压器 U2 U1 A B P U1 U2 n1 n2 升压变压器 n1 n2 U1 U2 降压变压器 问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？ 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈 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 练习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 B 180 3 A 练习2、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，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流 I1 =______。 (1) U1=220V, U2=