高二物理变压器-人教版

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,日常生活中的问题,？,1、各种交流电器设备所需电压相同吗？,2、远距离输电线上的电压是发电机直接发出的吗？,家用电灯、洗衣机、电钣煲等用220,V，,工厂机床照明灯只需36,V，,电视机显像管需要10000,V,以上高压。,大型发电机发出的电压有 10.5,KV,13.8KV,15.75KV,18.8KV,而远距离输电采用110,KV，220KV，330KV,等,第四节 变压器,学习目标：,1、,知道,变压器的构造。,2、,理解,变压器的工作原理。,3、,理解,理想变压器的基本关系式，能应 用它们解决基本问题。,4、,知道,几种常见的变压器。,一、变压器的构造,原线圈,副线圈,铁芯,1、结构示意图,2、变压器的符号,1、从原线圈输入的电能是如何传给副线圈？,2、传输过程中能量是如何转换的？,3、变压器的铁芯起什么作用？,互感,现象,电能磁砀能电能,集中磁感线,二、变压器的原理,在原、副线圈上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。,建立模型,在,忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情况下，称为理想变压器,1、原、副线圈两端电压的关系,U,1,U,2,n,1,n,2,E1 E2,三、变压器的基本关系,1、原、副线圈两端电压的关系,2、原、副线圈输入与输出功率的关系,P,入,=,P,出,3、原、副线圈中的电流关系,P,入,=,U,1,I,1,P,出,=,U,2,I,2,或,I,1,n,1,=I,2,n,2,思考：以上三个关系式中物理量的决定关系？,变压器有升压或降压之分,例,1、一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列哪些物理量不一定相等 （ ）,A,交流电的频率,B,电流的有效值,C,电功率,D,磁通量的变化率,B,0,例2.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，平行金属导轨与原线圈相连，当导体,ab,在匀强磁场中匀速运动时，电流表,A,1,示数为12,mA,，,则电流表,A,2,示数为_,mA,。,A,1,A,2,a,b,例,3,、关于理想变压器在使用中的判断，其中正确的是：（,）,A,当副线圈提供电能的用电器有一部分停止工作时，原线圈两端电压保持不变；,B,当副线圈提供电能的电路中，并联更多的用电器，原线圈输入的电流随之增大；,C,当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压；,D,当副线圈与用电器断开时，原线圈两端无电压；,AB,同类变式题,使用理想变压器给总电阻为,R,的电路供电，变压器输入电压保持一定时，下列各项措施中，可以使变压器的输入功率一定增加的是（ ）,A,增加变压器原线圈匝数，副线圈匝数和负载不变；,B,增加变压器副线圈匝数，原线圈匝数和负载不变；,C,增加负载,R,的阻值，原、副线圈匝数和负载不变；,D,增加负载,R,的阻值和原线圈匝数，副线圈匝数减少。,B,例,4、如图为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接有一个标有“12,V 100W”,的灯泡，已知变压器初、次线圈的匝数比为18：1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为_,V,电流表的读数为_,A,V,A,解：由可知：,U,1,= n,1,U,2,/n,2,=216V,I,1,=P,2,/U,1,=0.46A,答：电压表读数为,216,V，,电流表读数为,0.46,A。,同类变式题:,有一理想变压器在其原线圈上串一熔断电流为,I,0,=1A,的保险丝后接到220,V,交流电源上，副线圈接一可变电阻,R,作为负载，如图所示，已知原、副线圈的匝数比,n,1,:n,2,=5:1,为了不使保险丝熔断，可变电阻的取值范围如何？,解：最大输入功率：,入,由,n,1,I,1,=n,2,I,2,知,I,2,= n,1,I,1,/n,2,由,出, 知,出,/,.8,答：可变电阻的取值范围8.8,。,知识拓展,如果变压器有一个原线圈，有两个或两个以上副线圈那么它们的电压、功率、电流将满足什么规律？,、,功率关系,、电压关系,、电流关系：,n,1,I,1,=n,2,I,2,+n,3,I,3,+,n,n,I,n,P,1,=P,2,+P,3,+,P,n,四、几种常见的变压器,、自耦变压器,（）特点：铁芯上只有一个线圈，其中有一部分的线圈为原、副线圈共用。,（）、自耦变压器可以升压，也可以降压。,（）、调压变压器是一种自耦变压器。,、互感器,（）电压互感器：并联接入电路、把高电压变为低电压、铁壳和副线圈接地。,（）电流互感器：串联接入电路、把大电流变为小电流、铁壳和副线圈接地,请,同学们自学,P223，,思考它们的特点。,A,分析：,电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。选,A,。,例、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（）,A,A,A,A,零线,火线,火线,零线,零线,火线,零线,火线,A,B,C,D,基础训练,、有一个理想变压器,原线圈1200匝,副线圈400匝,现在副线圈上接一个变阻器,R,如图所示,则下列说法中正确的是 ( ),A .,安培表,A,1,与,A,2,的,示数之比为3:1,B .,伏特表,V,1,与,V,2,的示数之比为3:1,C .,当变阻器滑动头向下移动时,原线圈的输入功率将增加,D .,原、副线圈的功率之比为3:1,、如图16-7,一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,图中五只电灯完全相同,若,B、C、D、E,都能正常发光，则,A,灯 （ ）,A .,一定能正常发光,B .,比正常发光暗,C .,比正常发光亮,D .,一定被烧坏,3,、如图所示，理想变压器和三个定值电阻,R,1,、,R,2,和,R,3,接在交流电源上，,R,1,=R,3,，若,R,1,、,R,2,和,R,3,上的电功率相等， 则,R,1,：,R,2,=_,变压器原、副线圈的匝数比为,_.,1,：,4,2,：,1,4、理想变压器原、副线圈比为,n,1,:n,2,=10:1,如图所示，在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式,U,1,=220 sin(100t)V，,在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电压表，下面说法正确的是（ ）,A,电压表的示数为22,V；,B,电压表的指针周期性左右偏转；,C,灯泡承受电压最大值是22,V;,D,输出交变电压频率为5,Hz.,U,1,V,n,1,:n,2,=10:1,A,挑战高考,5、如图在,a、b,两端与,e、f,两端分别加上220,V,交流电压时，测得,c、d,间与,g、h,间电压均为110,V，,若分别在,c、d,间与,g、h,间加上110,V,电压，则,a、b,与,e、f,间,电压分别为（ ）,a,b,c,d,e,f,g,h,A 220V,220V,B 220V,110V,C 110V,110V,D 220V,0,B,6、,如图所示,一理想变压器的原副线圈分别由双线圈,ab,和,cd,（,匝数都为,n,1,）、,ef,和,gh,（,匝数都为,n,2,）,组成，用,I,1,和,U,1,表示输入电流和电压，,I,2,和,U,2,表示输出电流和电压。在下列四种连接法中，符合关系,U,1,/U,2,=n,1,/n,2, I,1,/I,2,=n,2,/n,1,的有 （ ）,A .a,与,c,相连,b,与,d,相连作为输入端;,e,与,g,相连、,f,与,h,相连作为输出端；,B . a,与,c,相连,b,与,d,相连作为输入端;,f,与,g,相连、以,e、h,为输出端；,C . b,与,c,相连, 以,a,与,d,为输入端;,f,与,g,相连，以,e、h,为输出端；,D . b,与,c,相连,以,a、d,为输入端;,e,与,g,相连、,f,与,h,相连作为输出端；,AC,挑战高考,构造：铁芯、原、副线圈,原理：原副线圈的互感现象,变压,比：,变流,比：,功率比：,P,出,：,P,入,=1：1,理想变,压器,常见变压器,自耦,变压器,互感器,电流互感器,电压互感器,变压器,谢谢！,当变压器原副线圈匝数比确定以后,其输出电压,U,2,是由输入电压,U,1,决定的。,但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流,，,同时有了相等的输入功率，（,P,入,=,P,出,）所以说：,变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。,