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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,*,精选ppt,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,第,2,节变压器,1,精选ppt,2,精选ppt,1,2,3,4,1,.,变压器的结构,(1),变压器,:,它是改变,交流,电压的设备。如图甲所示,变压器由,闭合铁芯,和绕在铁芯上的,线圈,组成,其中闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的,硅钢片,叠合而成,线圈用绝缘导线绕成。与电源连接的线圈叫,原线圈,与负载连接的线圈叫,副线圈,。在电路中,变压器的符号如图乙所示。,(2),种类,:,变压器分为,升压,变压器和,降压,变压器两种。,3,精选ppt,1,2,3,4,2,.,变压器的工作原理,(1),变压器的工作原理是,电磁感应,。,(2),当原线圈上加交变电压时,由于原线圈中电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的,磁场,也在不断变化。变化的,磁场,在副线圈中产生感应电动势。如果副线圈是闭合的,则副线圈中将产生交变的感应电流,它也在铁芯中产生交变磁通量,在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于这种,互感,现象,原、副线圈间虽然没有导线相连,电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。,(3),没有,能量损失,的变压器,称为理想变压器。因为理想变压器不计一切电磁能量损失,因此,理想变压器的输入功率,等于,输出功率。,4,精选ppt,1,2,3,4,3,.,理想变压器的关系,(1),电压与匝数的关系,:,。,(2),电流与匝数的关系,(,只有一个副线圈,):,。,(3),功率关系,:,P,2,=,P,1,。,5,精选ppt,1,2,3,4,4,.,自耦变压器,铁芯上只绕有,一,个线圈,三,个抽头,线圈既提供原线圈,又提供副线圈,自耦变压器变压规律与一般变压器相同。如调压变压器是一种自耦变压器,如图所示。,6,精选ppt,1,2,3,4,练一练,(,多选,),一理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别为,n,1,和,n,2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为,U,1,和,U,2,、,I,1,和,I,2,、,P,1,和,P,2,已知,n,1,n,2,则,(,),A.,U,1,U,2,B.,P,1,=P,2,C.,I,1,P,2,解析,:,因变压器为理想变压器,故有,P,1,=P,2,由题意知,n,1,n,2,则,U,1,U,2,又因,I,1,U,1,=I,2,U,2,则,I,1,I,2,故选项,A,、,B,、,C,正确。,答案,:,ABC,7,精选ppt,探究一,探究二,探究一理想变压器的构造及工作原理,问题导引,在课外,某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时,发现缺少电源,于是就用一种摩托车的蓄电池代替,按图进行实验。,8,精选ppt,探究一,探究二,想一想,:,你能从这个实验中观察到什么现象,并加以说明。,提示,因蓄电池是直流电源,故连接到副线圈上的小灯泡不会持续发光,只是在闭合和断开开关瞬间闪亮,之后熄灭。原因是,:,恒定电压加在原线圈上瞬间,线圈内的磁通量发生变化,因而副线圈中的磁通量也发生变化,所以由,知,副线圈中有感应电动势,灯泡闪亮,之后原线圈中电流恒定,线圈内的磁通量恒定不变,副线圈中无电动势,因而灯泡闪亮后熄灭。,9,精选ppt,探究一,探究二,名师精讲,1,.,构造,变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成,两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,是用来改变交变电压的装置,(,单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示,),。,10,精选ppt,探究一,探究二,2,.,工作原理,如图所示,当原线圈上加交流电压,U,1,时,原线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生交变的磁通量,在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的,则副线圈中将产生交变的感应电流,它也在铁芯中产生交变磁通量,在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于互感现象,原、副线圈间虽然不相连,电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。其能量转换方式为原线圈电能,磁场能,副线圈电能。,11,精选ppt,探究一,探究二,特别提醒,(1),变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用。,(2),变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起,两个线圈间是绝缘的。,(3),变压器只改变交变电流的电压,不改变交变电流的周期和频率。,12,精选ppt,探究一,探究二,例题,1,如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,n,1,n,2,=,4,1,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻,R,相连组成闭合回路。当直导线,AB,在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,电流表,A,1,的读数为,12 mA,那么电流表,A,2,的读数为,(,),A.0,B.3 mA,C.48 mAD.,与,R,的大小有关,13,精选ppt,探究一,探究二,解析,:,导线,AB,切割磁感线产生的感应电动势,E,感,=Blv,。由于,B,、,l,、,v,三个量均不变,故感应电动势为一定值,因此原线圈的电压不变,原线圈中电流恒为,12 mA,无法产生互感现象,故副线圈输出电压为,0,电流表,A,2,的示数为,0,。选项,A,正确。,答案,:,A,反思,(1),互感现象是变压器工作的基础,:,变压器通过闭合铁芯,利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。,(2),变压器是依据电磁感应工作的,因此只能工作在电流变化的电路中,如果变压器接入恒定直流电路,原线圈中的电流不变,在铁芯中不能引起磁通量的变化,没有互感现象出现,变压器起不到变压作用。,14,精选ppt,探究一,探究二,变式训练,1,关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是,(,),A.,通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变,B.,穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等,C.,穿过副线圈的磁通量变化使得副线圈产生感应电动势,D.,原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈,解析,:,通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁场是变化的,由于面积,S,不变,故磁通量,变化,选项,A,错误,;,因理想变压器无漏磁,故选项,B,错误,;,由互感现象知选项,C,正确,;,原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能,原、副线圈通过磁场联系在一起,故选项,D,错误。,答案,:,C,15,精选ppt,探究一,探究二,探究二理想变压器的基本关系及制约因素,问题导引,有一台单相旧变压器,铭牌掉了不知去向,现在想测一下它的匝数比,请你想想办法,需要哪些仪器,?,16,精选ppt,探究一,探究二,17,精选ppt,探究一,探究二,2,.,变压器工作时的制约关系,(1),电压制约,:,当变压器原、副线圈的匝数比,一定时,输出电压,U,2,由输入电压,U,1,决定,即,。,(2),电流制约,:,当变压器原、副线圈的匝数比,一定,且输入电压,U,1,确定时,原线圈中的电流,I,1,由副线圈中的输出电流,I,2,决定,即,。,(3),功率制约,:,P,2,决定,P,1,P,2,增大,P,1,增大,;,P,2,减小,P,1,减小,;,P,2,为,0,P,1,为,0,。,18,精选ppt,探究一,探究二,特别提醒,(1),变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值,(,或最大值,),间的关系,对于某时刻的瞬时值其关系不成立。,(2),变压器高压圈匝数多而导线细,低压圈匝数少而导线粗,这是区别高、低压线圈的方法。,(3),变压器原、副线圈功率制约关系、电流制约关系实质上体现了能量守恒特点,(,不计变压器能量损失,),消耗了多少能量,必定提供了多少能量,反过来提供了不消耗或提供的多消耗的少,显然是不符合能量守恒定律的。,19,精选ppt,探究一,探究二,例题,2,(,多选,),如图所示为一理想变压器,S,为单刀双掷开关,P,为滑动变阻器的滑片,U,1,为变压器原线圈两端的电压,I,1,为原线圈中的电流,则,(,),A.,保持,U,1,及,P,的位置不变,S,由,a,合到,b,时,I,1,将增大,B.,保持,U,1,及,P,的位置不变,S,由,b,合到,a,时,R,消耗的功率减小,C.,保持,U,1,不变,S,合在,a,处,使,P,上滑,I,1,将增大,D.,保持,P,的位置不变,S,合在,a,处,若,U,1,增大,I,1,将增大,思路,:,开关,S,在不同位置,原线圈匝数,n,1,不同,滑片,P,移动,R,变化,据电压、电流和功率关系作出判断,20,精选ppt,探究一,探究二,解析,:,由变压器的电压关系得,所以,又,P,1,=I,1,U,1,且,P,2,=P,1,所以,由,两式可知,S,由,a,合到,b,则,n,1,减小,n,2,不变,故,I,1,增大,;,S,由,b,合到,a,则,n,1,增大,n,2,不变,故,P,2,减小,;,滑片,P,上滑,则,R,增大,I,1,减小,;,若,U,1,增大,则,I,1,增大。,故选项,A,、,B,、,D,正确。,答案,:,ABD,21,精选ppt,探究一,探究二,反思,解答变压器动态问题时,首先要根据题意分清变量和不变量,其次要明确变量之间的相互制约关系,:,(1),输入电压决定输出电压,;(2),输出电流决定输入电流,;(3),输出功率决定输入功率。,22,精选ppt,变式训练,2,如图甲是一理想变压器的电路连接,图乙是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系,已知原、副线圈的匝数比为,10,1,电流表,A,2,的示数为,2 A,开关,S,断开,求,:,探究一,探究二,(1),变压器的输入功率和电压表的示数,;,(2),将开关,S,闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况。,23,精选ppt,探究一,探究二,解析,:,(1),由图乙可知输入电压的有效值,U,1,=,200 V,由,得变压器输出电压,U,2,=U,1,=,20 V,。变压器的输入功率,P,1,等于输出功率,P,2,P,1,=P,2,=U,2,I,2,=,20,2 W,=,40 W,。,(2),将,S,闭合,U,2,不变,即电压表示数保持为,20 V,不变,由于负载增多,负载的总电阻减小,电流表,A,2,的示数增大,副线圈的输出功率增加,原线圈的输入功率随之增加,电流表,A,1,的示数增大。,答案,:,(1)40 W,20 V,(2),电流表,A,1,示数增大,电流表,A,2,示数增大,电压表示数不变。,24,精选ppt,1 2 3 4 5,1,.,理想变压器正常工作时,原、副线圈中不相同的物理量为,(,),A.,每匝线圈中磁通量的变化率,B.,交变电流的频率,C.,原线圈的输入功率和副线圈的输出功率,D.,原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势,解析,:,理想变压器是没有能量损失的变压器,铁芯中无磁漏,所以每匝线圈中磁通量相等,其变化率也相等,故选项,A,、,C,错误,;,根据变压器的工作原理及用途,选项,B,错误,选项,D,正确。,答案,:,D,25,精选ppt,1 2 3 4 5,2,.,对于理想变压器,下列说法中不正确的是,(,),A.,原线圈的输入功率,随着副线圈的输出功率增大而增大,B.,原线圈的输入电流,随着副线圈的输出电流增大而增大,C.,原线圈的电压,不随副线圈的输出电流变化而变化,D.,当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零,解析,:,副线圈的输出功率大小决定原线圈的输入功率大小,选项,A,正确,;,副线圈的电流决定原线圈的电流,选项,B,正确,;,原线圈的电压决定副线圈的电压,与副线圈中电流的变化无关,选项,C,正确,;,当副线圈的电流为零时,原线圈的电流为零,但电压不是零,选项,D,错误。,答案,:,D,26,精选ppt,1 2 3 4 5,3,.,如图所示四个电路中,能够实现升压的是,(,),解析,:,变压器不能对恒定直流变压,故选项,A,、,B,错误,;,由于电压与线圈匝数成正比,所以选项,D,能实现升压。,答案,:,D,27,精选ppt,1 2 3 4 5,4,.,(,多选,),一理想变压器原、副线圈的匝数比为,10
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