变压器PPT教学讲解课件

第第4 4节节 变压器变压器变压器PPT教学讲解课件变压器PPT教学讲解课件复习1.电感和电容对交变电流也存在阻碍作用，分别用电感和电容对交变电流也存在阻碍作用，分别用感抗XL=2fL和和容抗XC=1/(2fC)表示。表示。2、电感和电容对交流的阻碍作用的大小不仅与电感、电、电感和电容对交流的阻碍作用的大小不仅与电感、电容本身有关，还跟交流的频率有关：容本身有关，还跟交流的频率有关：电感电感：“通通 ；阻；阻 ；通；通 ；阻阻 。”电容电容：“通通 ；隔；隔 ；通；通 ；阻；阻 。”3.实际应用：实际应用：扼流圈扼流圈低频扼流圈（低频扼流圈（L较大），作用是较大），作用是“通直流、阻所有交流通直流、阻所有交流”高频扼流圈（高频扼流圈（L较小），作用是较小），作用是“通低频、阻高频通低频、阻高频”直流直流直流直流交流交流交流交流低频低频低频低频高频高频高频高频复 习1.电感和电容对交变电流也存在阻碍作用，分别用2、电感用电器用电器额定额定工作电压工作电压用电器用电器额定额定工作电压工作电压随身听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 从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些电器设备怎样才能正常工作呢？请看一组数据：用电器额定用电器额定随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12能提供不同交变电压的设备能提供不同交变电压的设备 变 压 器能提供不同交变电压的设备 变 压 器一、变压器三大部件原线圈(初级线圈初级线圈)：其匝数用n1表示,与外界交变电源相连，将电能转化成磁场能，产生交变的磁场。闭合铁芯：绝缘硅钢片叠合而成，形成闭合磁路，减少磁场能损失。副线圈(次级线圈次级线圈)：其匝数用n2表示，与负载用电器相连,将磁场能转化成电能输出。变压器电路符号注意注意变压器的原、副线圈并未直接相连一、变压器三大部件原线圈(初级线圈)：其匝数用n1表示,现代社会输电过程示意图：思考与讨论另一个线圈连到额定电压为3.8V的小灯泡上。小灯泡可能发光 吗 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯，一个线圈连到学生电源的两端。分别通以两种电流：(1)恒定直流电(2)正弦交流电。请同学们判断并判断分析其原因。思考与讨论 另一个线圈连到额定电压为3.8V的小灯泡上。二、变压器的工作原理 1、原线圈内通直流电，副线圈内感应电流.2、原线圈内通交流电，副线圈内感应电流.3、原线圈内变化的电流在铁芯内产生变化的磁场，副线圈同样处在铁芯的磁场内，将产生感应电流（互感现象）。4、铁芯中的磁场，由原、副线圈分别产生后叠加形成。所以铁芯两边的磁场变化是一样的，即/t相同。（忽略磁场能的损失）对于原线圈对于副线圈无有二、变压器的工作原理 1、原线圈内通直流电，副线圈内 三、理想变压器的规律三、理想变压器的规律 闭合铁芯实现了闭合铁芯实现了电能电能-磁场能磁场能-电能电能 的的转换，由于原副线圈中的电流共同产生的磁通转换，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化模型-理想变压器理想变压器。（3）铁芯中的感应涡流不计，铁芯不发热，无铁损铁损现象（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量都一样每匝线圈中所产生感应电动势相等，无磁损磁损现象。（2）线圈绕组的电阻不计，无铜损铜损现象理想变压器满足条件：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当做理想变压器处理.说明三、理想变压器的规律 闭合铁芯实现了电能-磁场三、理想变压器的规律三、理想变压器的规律 1、原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势关系是:2、若忽略两线圈的内阻，且线圈内电流都很小，则有：原副线圈两端的电压跟匝数成正比.结论结论1 U1:U2=n1:n2三、理想变压器的规律 1、原、副线圈中通过的磁通量始终相三、理想变压器的规律三、理想变压器的规律结论结论2 因为理想变压器无能量损失，所以理想变压器输出功率应等 于输入功率。P P出出=P P入入U1I1=U2I2也可写成：结合公式：结论结论3理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。得出：说明：此公式只适用于一个副线圈的变压器的情形。如有多个副线圈，只能按照能量守恒的原则来计算。三、理想变压器的规律结论2 因为理想变压器无能量损失，所以四理想变压器的原、副线圈的基本关系 （1）理想变压器输出功率决定输入功率。当副线圈空载（未接用电器）时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零。输入功率随着负载的变化而变化。若同时有多组副线圈工作，则U1I1U2I2U3I3UnIn成立说明：说明：（2)理想变压器副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比所决定。无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压都满足四理想变压器的原、副线圈的基本关系 （1）理想变讨论：讨论：如何实现用变压器升高或降低升高或降低电压电压？当当n n2 2 nn1 1 时，有时，有U U2 2UU1 1当当n n2 2 nn1 1时，有时，有U U2 2 Un1 时，有课堂练习 1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n24：1，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 A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D与负载与负载R R的值有的值有关B 3、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=_。1803 A 2、一台理想降压变压器接入10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为401，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是（）A.5 A，250 V，50 kW B.5 A，10 kV，50 kW C.200 A，250 V，50 kW D.200 A，10 kV，2103 kWA课堂练习 1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n24、如图所示如图所示,理想变压器的初级线圈接交流电源理想变压器的初级线圈接交流电源,次级线圈次级线圈接阻值为接阻值为R R的负载电阻的负载电阻.若与初级线圈连接的电压表若与初级线圈连接的电压表V V1 1的示数的示数为为U U1 1,与次级线圈连接的电压表与次级线圈连接的电压表V V2 2的示数为的示数为U U2 2,且且U U2 2UU1 1,则以则以下判断中正确的是（下判断中正确的是（）A.A.该变压器输入电流与输出电流之比为该变压器输入电流与输出电流之比为U U1 1UU2 2 B.B.该变压器输入功率与输出功率之比为该变压器输入功率与输出功率之比为U U2 2UU1 1 C.C.通过负载电阻通过负载电阻R R的电流的电流I I2 2=U=U2 2/R /R D.D.通过初级线圈的电流通过初级线圈的电流I I1 1=U=U2 22 2/U/U1 1R R课堂练习CD5 5、如图所示，理想变压器的输入端电、如图所示，理想变压器的输入端电u=311sin100t(V)u=311sin100t(V)，原副线圈的匝数之比为原副线圈的匝数之比为n n1 1:n:n2 2=10:1=10:1；若图中电流表读数为；若图中电流表读数为 2 2 A A，则，则 （）A A电压表读数为电压表读数为 220 V 220 V B B电压表读数为电压表读数为 22 V22 VC C变压器输出功率为变压器输出功率为 44 W 44 W D D变压器输入功率为变压器输入功率为 440 W440 WBC4、如图所示,理想变压器的初级线圈接交流电源,次级线圈接阻值难点突破难点一：多个副线圈问题例题例题1 1：如图所示如图所示,理想变压器原线圈的匝数理想变压器原线圈的匝数为为10001000匝匝,两个副线圈的匝数分别为两个副线圈的匝数分别为n n2 2=50=50匝和匝和n n3 3=100=100匝匝,L,L1 1是是“6 V 2 W”6 V 2 W”的小灯泡，的小灯泡，L L2 2是是“12 V 4W”12 V 4W”的小灯泡，当的小灯泡，当n n1 1接上交流电压时，接上交流电压时，L L1 1、L L2 2都正常发光，那么，原线圈中的电流为都正常发光，那么，原线圈中的电流为?例题例题2 2：如图所示如图所示,理想变压器有两个副线圈理想变压器有两个副线圈,原线圈原线圈1 1接接220 V220 V交流电源交流电源,副线圈副线圈2 2的匝数为的匝数为3030匝匝,两端接有两端接有“12 V 12 V 12 W”12 W”的灯泡的灯泡L L，副线圈，副线圈3 3的输出电压为的输出电压为110 V110 V，两端接，两端接有电阻有电阻R.R.若若L L正常发光且通过正常发光且通过R R的电流为的电流为0.4 A,0.4 A,求：求：(1)(1)副线圈副线圈3 3的匝数的匝数n n3 3;(2)(2)原线圈原线圈1 1的匝数的匝数n n1 1和通过它的电流和通过它的电流I I1 1.(1)275匝匝(2)550匝匝 0.255 A解题关键：电流关系是由电压关系和功率关系推导出来！难点突破难点一：多个副线圈问题例题1：如图所示,理想变压器原 例题例题3 3：如图如图,在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈间的臂，已知线圈1 1、2 2的匝数之比为的匝数之比为N N1 1:N:N2 2=2:1=2:1，在不接负载，在不接负载的情况下，设线圈的情况下，设线圈1 1两端输入电压为两端输入电压为U U1 1=220V=220V，则线圈，则线圈2 2输出电输出电压的压的U U2 2为（为（）难点突破难点突破难点二：铁芯有多个臂问题难点二：铁芯有多个臂问题A A110V B110V B、55V 55V C C、220V D220V D、440V 440V B B解题关键：解题关键：原副线圈的磁通量变化不相等原副线圈的磁通量变化不相等 例题3：如图,在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在应 用1、自 耦 变 压 器降压变压器降压变压器升压变压器升压变压器自耦变压器的原副线圈共用一个线圈自耦变压器的原副线圈共用一个线圈应 用1、自 耦 变 压 器降压变压器升压变压器自耦变压应 用2.互感器用途：把高电压高电压变成低电压低电压，或把大电流大电流变成小电流小电流电压互感器电流互感器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。例：钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则：（）A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A C应 用2.互感器用途：把高电压变成低电压，电压互感器 1 1、一理想变压器原线圈接交流，副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功、一理想变压器原线圈接交流，副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来的率增加为原来的2 2倍？（倍？（）A A次级线圈的匝数增加为原来的次级线圈的匝数增加为原来的2 2倍倍 B B初级线圈的匝数增加为原来的初级线圈的匝数增加为原来的2 2倍倍 C C负载电阻变为原来的负载电阻变为原来的2 2倍倍 D D副线圈匝数和负载电阻均变为原来的副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2 2倍倍课后练习 2 2、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n1：n2=3n2=3：1 1，有四只，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡相同的灯泡连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡均能正常发光，则灯泡L1（）A A、也能正常发光、也能正常发光B B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C C、将会烧坏、将会烧坏D D、不能确定、不能确定 1、一理想变压器原线圈接交流，副线圈接电阻，下列哪些课后练习 3.如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则（）A.a为电流表，b为电压表 B.a为电压表，b为电流表 C.线路输送电功率是2200W D.线路输送电功率是2.2106WBD课后练习 3.如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表小 结一、变压器的构造 1示意图 2电路图中符号 3构造：二、变压器的工作原理：1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。2、能量转化：电能磁场能电能 3、理想变压器 P入P出三、理想变压器的规律：U1/U2=n1/n2 I1/I2=n2/n1 小 结一、变压器的构造二、变压器的工作原理：三、理想变压