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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,*,5.4 变压器,第四节 变压器,第四节 变压器,用电器,额定工作电压,用电器,额定工作电压,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,但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？,几种常见的变压器,n,1,U,1,原线圈（初级线圈）：,跟电源相连，用绝缘线绕成的,n,2,U,2,副线圈（次级线圈）：,跟负载相连，用绝缘线绕成的,闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。,一、变压器的构造,注意：线圈必须绕在铁芯上，铁芯必须是闭合的。,问题：,变压器原线圈和副线圈电路是否相通？,变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈,接交变电压,U,1,后，副线圈两端的交流电压U,2,是怎样产生的？,U,1,U,2,n,1,n,2,结构示意图,n,1,n,2,电路中的符号,(不相通）,原线圈,接 交,流 电,在铁芯中,产生变化,的磁通量,副线圈,产生感,应电动势,副线圈中,如有电流,在铁芯中,产生变化,的磁通量,原线圈,产生感,应电动势,二、变压器的工作原理,互感现象,是变压器工作的基础,二、变压器的工作原理,-互感现象,强调：,原、副线圈之间是通过交变磁场相互联系的，且穿过它们的磁通量始终相等。,从能量的角度看，显然变压器不能产生电能，只是通过交变磁场传输电能。,原线圈,副线圈,铁芯,U,1,U,2,n,1,n,2,思考：若给原线圈接,直流,电压U,1,，副线圈,电压U,2,情况怎样？,U,2,0,问题1：原、副线圈不套在闭 合铁芯上，是否仍然存在互感现象？,问题2：为什么说闭合铁芯是变压器的必要组成部分？,（铁芯的作用是什么？）,（仍存在）,如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。,原线圈,副线圈,铁芯,U,1,U,2,n,1,n,2,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。,理想变压器,实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。,三、理想变压器的变压规律,原、副线圈中产生的感应电动势分别是：,E,1,=n,1,/t,E,2,=n,2,/t,若不考虑原副线圈的内阻有,U,1,=E,1,U,2,=E,2,原线圈,副线圈,铁芯,U,1,U,2,n,1,n,2,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,n,2,n,1,U,2,U,1,-升压变压器,n,2,n,1,U,2,U,1,-降压变压器,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:,U,1,I,1,=U,2,I,2,P,出,=,P,入,2、理想变压器原副线圈的,电流,跟它们的匝数成,反比,注意,：,此式只适用于有,一个副线圈,的变压器，不适用于有多个副线圈的变压器。,一、变压器的构造,1构造：,2示意图,3电路图中符号,二、变压器的工作原理 互感现象,1、变压器只能改变,交流电,的电压和电流,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,U,1,/U,2,=n,1,/n,2,四、理想变压器的变流规律：,I,1,/I,2,=n,2,/n,1,小结,练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n,1,:n,2,4：1，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A,1,的示数为12mA，则电流表A,2,的示数为 （）,A3mA B0,C48mA 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 n,1,=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n,2,=_，通过原线圈的电流,I,1,=_。,(1)U,1,=220V,U,2,=36V,U,1,/U,2,=n,1,/n,2,(2)I,2,=P,2,/U,2,=660/36A,I,1,/I,2,=n,2,/n,1,或 P,1,=P,2,=660W,I,1,=P,1,/U,1,A,V,R,1,R,2,S,A,.U,增大、,I,增大、,P,R,1,增大,C,.U,减小、,I,减小、,P,R1,减小,D,.U,不变、,I,减小、,P,R1,不变,B,.U,不变、,I,减小、,P,R1,增大,练习3、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,R,1,=R,2,，,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,R,1,的功率,P,R,1,将分别（）,D,思考：变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系 是怎样的？,练习4、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？,n,1,n,2,B,A,U,a,b,（1）1:16,（2）1:4,（3）,U,B,=,17,4U,U,1,I,1,I,2,n,1,n,2,U,2,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P,1,由输出功率P,2,决定；,P,1,P,2,2.U,1,由电源决定；,3.U,2,由U,1,和匝数比决定；,U,2,n,2,/n,1,U,1,4.,I,2,由U,2,和负载决定；,I,2,U,2,R,5.,I,1,由,I,2,和匝数比决定；,I,1,n,2,/n,1,I,2,六、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n,1,，两个副线圈的匝数分别为n,2,和n,3,，相应的电压分别为U,1,、U,2,和U,3,，相应的电流分别为I,1,、I,2,和I,3,，根据变压器的工作原理可得,：,例、一台理想变压器原线圈匝数n,1,1100匝，两个副线圈的匝数分别是n,2,60匝，n,3,600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I,2,1A，I,3,4A，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U,1,=220V，有两组副线圈，其中n,2,=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n,1,和另一副线圈的匝数n,3,.,（2）原线圈的电流I,1,。,n,3,n,2,n,1,（1）n,2,1320匝 n,3,=72匝,（2）,I,1,=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n,1,:n,2,2：1.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110V,B当线圈1输入电压为220V时，,线圈2输出电压为55V,C当线圈2输入电压为110V时，,线圈1输出电压为220V,D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n,1,两端接交流电U,1,220V，n,1,为4400匝，n,2,为1100匝。若要使U,3,U,2,，求n,3,。,n,3,2200匝,练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n,1,：n,2,=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡L,2,、L,3,、L,4,均能正常发光，则灯泡L,1,（）,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,2,n,1,L,3,L,4,L,1,L,2,A,五、几种常用变压器,1.自耦变压器,U,2,U,1,A,B,P,U,1,U,2,n,1,n,2,升压变压器,n,1,n,2,U,1,U,2,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,
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