原创精品课件：4.2变压器(讲授式).ppt

第四章 远距离输电 第2节：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 一、变压器的结构 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 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. 一、变压器的结构 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 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。 二、变压器的工作原理 ------互感现象 理想变压器 无磁损 无铜损 无铁损 二、变压器的工作原理 三、科学探究－－变压器电压与匝数的关系 实验结论： 原副线圈两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。 次数 1 2 3 4 5 U1 U2 V1 V2 研究原副线圈两端电压关系的实验 三、科学探究－－变压器电压与匝数的关系 I1 I2 n1 n2 U1 U2 若不考虑原副线圈的内阻 则：U1/U2= n1/n2 三、科学探究－－变压器电压与匝数的关系 即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 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 三、科学探究－－变压器电压与匝数的关系 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 此公式只适用于一个副线圈的变压器 U1 I1 I2 n1 n2 U2 R 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 三、科学探究－－变压器电压与匝数的关系 如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1＝600，n2＝120，电源电压U1＝220 V，原线圈中串联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则(　　)． A．负载功率不能超过44 W B．副线圈电流最大值不能超过1 A C．副线圈电流有效值不能超过1 A D．副线圈电流有效值不能超过0.2 A 由P入＝P出可知P入＝U1I1＝44 W． 又由U1/U2＝n1/n2得U2＝44 V，故I2不能大于1 A，负载功率不超44 W. 3 用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则(　　) A．变压器输入功率约为3.9 W B．输出电压的最大值是110 V C．变压器原、副线圈匝数比是1∶2 D．负载电流的函数表达式＝0.05sin(100πt＋π/2)A n1:n2=U1:U2=2：1 i＝0.05sin(100πt)A 4 问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？ 四、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 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈 四、几种常用变压器 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 四、几种常用变压器 为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图5-5-19所示，两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表，则(　　) A．n1＞n2 B．n3＞n4 C．a为交流电流表，b为交流电压表 D．a为交流电压表，b为交流电流表 左图是电压互感器，a为交流电压表， 把高电压经过变压器降压后测量，所以n1＞n2 右图为电流互感器，b为交流电