变压器的原理

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,*,变 压 器,知识回顾：,1,、法拉第电磁感应定律的内容是什么？,2,、什么是交变电流？,220V,6V,9V,12V,12V,3000V,4.2V 4.4V 5.3V,4V6V,36V,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,220,伏的电器设备正常工作的呢,?,一、变压器的构造,1,示意图,2,电路图中符号,3,构造,（,1,）、,闭合铁芯,（,2,）、,原线圈（初级线圈）（,跟电源相连,）：,其匝数用,n,1,表示。,输入电压：,U1,（,3,）、,副线圈（次级线圈）（,跟负载相连,）：,其匝数用,n,2,表示。,输出电压：,U2,？问题：,1,、变压器副线圈和原线圈电路是否相通？,2,、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，副线圈电压,U,2,是怎样产生的？,不相通，彼此是绝缘的,二、变压器的工作原理,：（互感）,2.,原线圈中交变电流铁芯中产生交变磁通量副线圈中产生感应电动势,E,2,E,2,n,2,/t,闭合的,副线圈中产生交变电流铁芯中产生交变磁通量原线圈中产生感应电动势,E,1,E,1,n,1,/t,3.,能量转化：,电能磁场能电能,1,.,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。,电流的磁效应,U,1,原线圈加交变电压,U,1,原线圈产生交变电流,在铁芯中产生交变磁场,在副线圈中穿过交变磁通量,在副线圈中产生感应电动势,E,2,电磁感应,U,2,探究,:,变压器的变压规律,控制变量法,演示,:,定性探究变压器电压与匝数的关系,同学们想想,:,要定量探究变压器电压与匝数的关系,要用什么方法,?,1,、需要那些器材：,可拆变压器,1,个；,交流电压表,1,个；,导线若干。,2,、电路图,:,3,、数据记录,:,理想变压器,忽略了原、副线圈电阻和各种电磁能,损失的变压器叫理想变压器,.,（,1,）变压器铁芯内无漏磁,（电能完全转化）,/t,相同,（,2,）原、副线圈不计内阻,（线圈不发热 电能不损失）,U,1,E,1,U,2,E,2,（,3,）无铁损,（硅钢片较薄，不计能量的损失）,三、理想变压器的,变压规律,理论分析,：,设：原线圈的匝数为,n,1,，,副线圈的匝数为,n,2,因为变压器铁芯内无漏磁，则,穿过原、副线圈的磁通量的变化率均为,/t,则：原线圈的电动势为,E,1,n,1,/t,副线圈的电动势为,E,2,n,2,/t,得：,E,1,/E,2,n,1,/n,2,又因为不考虑线圈内阻：,U,1,E,1,U,2,E,2,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比,当,n,2,n,1,时,:,u,2,u,1,（,升压变压器,）；,当,n,2,n,1,时,:,u,2,u,1,（,降压变压器,）。,变压器的原副线圈的电功率有什么关系呢？,提示：,实际的变压器,正常工作时，有一部分能量损失，,但是损失不超过百分之几，像大型的变压器的,效率,能达到,97,99.5,，这样的变压器我们可以认为是,理想变压器,，（,原、副线圈不计内阻，线圈不发热，电能不损失）,则它们的,输入电功率（即原线圈的功率）,等于,输出的电功率（即副线圈的功率）,P,入,P,出,请同学们推道出理想变压器的电流的特点：,推导：,P,入,P,出,I,1,U,1,I,2,U,2,又：,U,1,/U,2,=n,1,/n,2,得：,I,1,/I,2,=n,2,/n,1,（,I,1,n,1,=I,2,n,2,）,注意：电压,高,的线圈匝数,多,，通过的电流,小,，可以用,较,细,的导线绕制，,电压,低,的线圈匝数,少,，通过的电流,大,，应当用,较,粗,的导线绕制。,几种常用的变压器,1,）自耦变压器,2,）调压变压器,V,n,1,n,2,电压互感器,n,1,n,2,A,电流互感器,3,）互感器,例,1,：关于变压器的构造和工作原理，以下说法正确的是,(),A.,原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能,.,B.,铁芯不用整块金属做成，是为了防止将原、副线圈短路，造成危险,.,C.,变压器不改变交流电的频率，只改变电压,D.,当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出,.,若上面接的是,220V,恒定,电流电源,电压表示数,V,电流表示数,A,例,2,：如图，一台理想变压器，原线圈,2200,匝，副线圈,440,匝，并接一个,100,的负载电阻若把原线圈接在,220V,交流电源上，则电压表示数为,_,_,_V,电流表示数为,_A,小结：,1.,变压器的结构和工作原理,2.,理想变压器的理想化模型及功率传输规律,3.,理想变压器的变压和变流规律,U,1,U,2,=,n,1,n,2,I,1,I,2,=,n,2,n,1,由,P,入,=P,出,得出：,观察两个小实验，思考：,1.,为什么小灯泡会发光？,2.,为什么铝环能跳起来？,