物理：5.4《变压器》ppt222

5.4 变 压 器 几 种 常 见 的 变 压 器 一 、 变 压 器 的 构 造1.示 意 图 U1 U2 n1 n2原线圈 副线圈铁芯 2.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. 3.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 -互 感 现 象 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 U2n1 n2思 考 ： 若 给 原 线 圈 接 直 流 电 压 U1， 副 线 圈 电 压 U2 ？ U 2 0 理 想 变 压 器 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 。无 铜 损 、 铁 损 、 磁 损 三 、 理 想 变 压 器 的 变 压 规 律 I1 I2n1 n2U1 U2原 、 副 线 圈 中 产 生 的 感 应电 动 势 分 别 是 ：E1=n1/ tE2=n2/ t若 不 考 虑 原 副 线 圈 的 内 阻 有 U1=E1 U2=E2 2121 nnUU 2 121 nnEE 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 2121 nnUU 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=U2I2P出 = P入 121221 nnUUII 2.理 想 变 压 器 原 副 线 圈 的 电 流 跟 它 们 的匝 数 成 反 比此 公 式 只 适 用 于 一 个 副 线 圈 的 变 压 器 1221 nnII 五 、 几 种 常 用 变 压 器1.自 耦 变 压 器 U2U1 A B P U 1 U2n1 n2升 压 变 压 器n1 n2U1 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 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 变 压 规 律 U1/U2=n1/n2四 、 理 想 变 压 器 的 变 流 规 律 ： I1/I2=n2/n1 五 、 常 用 变 压 器 小 结 练 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 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 =_。 A V R1 R2SA. U 增 大 、 I 增 大 、 P1 增 大C. U 减 小 、 I 减 小 、 P1 减 小 D. U 不 变 、 I 减 小 、 P1 不 变B. U 不 变 、 I 减 小 、 P1 增 大练 5、 如 图 所 示 ： 理 想 变 压 器 的 原 线 圈 接 高电 压 ， 变 压 后 接 用 电 器 ， 线 路 电 阻 不 计 。 S原来 闭 合 ， 且 R1=R2， 现 将 S断 开 ， 那 么 交 流 电压 表 的 示 数 U、 交 流 电 流 表 的 示 数 I 和 用 电 器上 R1的 功 率 P1将 分 别 是 ： D U1 I1 I2n1 n2U2 R变 压 器 输 入 输 出 电 压 、 电 流 、 功 率 大 小 之间 的 因 果 关 系 1.输 入 功 率 P1由 输 出 功 率 P2决 定 ； P1 P22.U1由 电 源 决 定 ；3.U2由 U1和 匝 数 比 决 定 ； U2 n2/n1U14.I2由 U2和 负 载 决 定 ； I2 U2 R5.I1由 I2和 匝 数 比 决 定 ； I1 n2/n1I2 六 、 有 多 个 副 线 圈 的 理 想 变 压 器 的 问 题 一 个 原 线 圈 多 个 副 线 圈 的 理 想 变 压 器 ， 原线 圈 匝 数 为 n1， 两 个 副 线 圈 的 匝 数 分 别 为 n2和 n3，相 应 的 电 压 分 别 为 U1、 U2和 U3， 相 应 的 电 流 分别 为 I1、 I2和 I3， 根 据 变 压 器 的 工 作 原 理 可 得 ： 1 12 2 1U nU n 1 13 3 2U nU n 1 2由 （ ） （ ） 式 得 ：2 2 3 3U (3)U nn P P入 出根 据 得1 1 2 2 3 3I U I U I U - 4 （ ）1 3 4将 （ ） （ ） 式 代 入 （ ） 式 得 311 2 2 2 3 22 2I U nn I U I Un n 1 1 2 2 3 3I n I n I n 例 、 一 台 理 想 变 压 器 原 线 圈 匝 数 n1 1100匝 ，两 个 副 线 圈 的 匝 数 分 别 是 n2 60匝 ， n3 600匝 。 若 通 过 两 个 副 线 圈 中 的 电 流 分 别 为 I2 1A，I3 4A， 求 原 线 圈 中 的 电 流 。2.24A 练 、 如 图 所 示 ： 理 想 变 压 器 的 交 流 输 入 电 压U1=220V， 有 两 组 副 线 圈 ， 其 中 n2=36匝 ， 标有 “ 6V， 9W” 、 “ 12V， 12W” 的 灯 泡 分 别 接在 两 副 线 圈 上 均 正 常 发 光 ， 求 ：（ 1） 原 线 圈 的 匝 数 为 n1和 另 一 副 线 圈 的 匝 数 n3.（ 2） 原 线 圈 的 电 流 I1。 n 3n2n1（ 1） n2 1320匝 n3= 72匝 （ 2） I1=0.095A 例 、 在 绕 制 变 压 器 时 ， 某 学 生 误 将 两 个 线 圈 绕 在 如 图所 示 变 压 器 左 右 两 臂 上 ， 当 通 以 交 变 电 流 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 部 的 臂 ， 已 知 线 圈 的 匝 数 之 比 n1:n2 2： 1.在 不接 负 载 的 情 况 下 ， 则 （ ）A 当 线 圈 1输 入 电 压 为 220V时 ，线 圈 2输 出 电 压 为 110VB 当 线 圈 1输 入 电 压 为 220V时 ，线 圈 2输 出 电 压 为 55VC 当 线 圈 2输 入 电 压 为 110V时 ，线 圈 1输 出 电 压 为 220VD 当 线 圈 2输 入 电 压 为 110V时 ，线 圈 1输 出 电 压 为 110V BD 练 习 、 一 理 想 变 压 器 如 图 所 示 ， 在 n1两 端接 交 流 电 U1 220V， n1为 4400匝 ， n2为1100匝 。 若 要 使 U3 U2， 求 n3。 n3 2200匝 例 、 如 图 所 示 ， 理 想 变 压 器 原 副 线 圈 匝 数 比为 4: 1， 原 线 圈 中 的 电 阻 A与 副 线 圈 中 的 负 载电 阻 B阻 值 相 等 。 a b端 加 一 交 流 电 压 U后 ，（ 1） 两 电 阻 消 耗 的 功 率 之 比 为 多 少 ？ （ 2） 两 电 阻 两 端 电 压 之 比 为 多 少 ？（ 3） B电 阻 两 端 电 压 为 多 少 ？ n1 n2 BAUab（ 1） 1:16（ 2） 1:4 （ 3） UB= 174U 练 习 、 如 图 所 示 ， 一 理 想 变 压 器 原 、 副 线 圈的 匝 数 比 为 n1： n2=3： 1， 有 四 只 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 L1 （ ）A、 也 能 正 常 发 光B、 较 另 三 个 灯 暗 些C、 将 会 烧 坏D、 不 能 确 定 n 2n1 L3 L4L1 L2A