5.4变压器(优秀课件)

5.4 5.4 变变 压压 器器用电器用电器额定电压额定电压用电器用电器额定电压额定电压随身听随身听3V3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V36V扫描仪扫描仪12V12V电棍电棍3000V3000V手机充电器手机充电器4.2V4.2V5 V5 V黑白电视机显像黑白电视机显像管管几万伏几万伏录音机录音机6V 9V 12V6V 9V 12V彩色电视机显像彩色电视机显像管管十几万伏十几万伏 但我们国家民用统一供电均为但我们国家民用统一供电均为220V220V，那么如何，那么如何使这些额定电压不是使这些额定电压不是220V220V的电器设备正常工作的的电器设备正常工作的呢？呢？ 几种常见的变压器一、变压器的构造和符号一、变压器的构造和符号1.1.示意图及示意图及结构及作用结构及作用电路图中符号电路图中符号（1 1）原线圈（初级线圈）其匝数用）原线圈（初级线圈）其匝数用n n1 1表示表示（2 2）副线圈（次级线圈）其匝数用）副线圈（次级线圈）其匝数用n n2 2表示表示（3 3）闭合铁芯）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而（绝缘硅钢片叠合而成）成）作用：变电压、变电压、变相位、变阻抗、电气隔作用：变电压、变电压、变相位、变阻抗、电气隔离离铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘U1U2n1n2n1n2n1n2无铁芯无铁芯有铁芯有铁芯问题：问题：若给原线圈若给原线圈接直流电压接直流电压U U1 1后，副线圈电压后，副线圈电压U U2 2= =？（4 4）输入电压：）输入电压：U U1 1; ; 输出电压：输出电压：U U2 2. .U1U2n1n2二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 -互感现象互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用变压器通过闭合铁芯，利用互感现象工作互感现象工作U1U2n1n2变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：U1U2 n1n2 0t电能电能磁场能磁场能电能电能 (U(U1 1、I I1 1) ) ( (变变化的磁化的磁场场) )( U( U2 2、I I2 2) )（转换装置转换装置）若从能的转化角度看，变压器是怎样转化若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的？和传输能量的？ 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能到磁场能再到电能的转化了电能到磁场能再到电能的转化 有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，贯穿副线圈，分磁感线集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。大大增强了变压器传输电能的作用。 理想变压器理想变压器( (即没有能量损失的变压器即没有能量损失的变压器) )。理想变压器理想变压器（1 1）原副线圈没有电阻）原副线圈没有电阻（2 2）无磁通量漏失）无磁通量漏失（3 3）铁芯不发热）铁芯不发热三、理想变压器的规律三、理想变压器的规律I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应电原、副线圈中产生的感应电动势分别是：动势分别是：E E1 1=n=n1 1/ / t tE E2 2=n=n2 2/ / t t若不考虑原副线圈的内阻若不考虑原副线圈的内阻 U U1 1=E=E1 1 U U2 2=E=E2 2 2121nnUU2121nnEE (1) (1) 理想变压器原副线圈的端电压之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比等于这两个线圈的匝数之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 - -升压变压器升压变压器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 - -降压变压器降压变压器2121nnUU理想变压理想变压器输入功率应等于输出功率器输入功率应等于输出功率即即: : U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2P入入= P出出121221nnUUII (2)(2)理想变压器原副线圈的电流跟它理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比们的匝数成反比此公式只适用于此公式只适用于一个副线圈一个副线圈的变压器的变压器1221nnII有多个副线圈的理想变压器的问题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，原线圈一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为匝数为n n1 1，两个副线圈的匝数分别为，两个副线圈的匝数分别为n n2 2和和n n3 3，相，相应的电压分别为应的电压分别为U U1 1、U U2 2和和U U3 3，相应的电流分别为，相应的电流分别为I I1 1、I I2 2和和I I3 3，根据变压器的工作原理可得：，根据变压器的工作原理可得：n3n2n12121nnUU 3131nnUU 1122UnnU 1133UnnU PP入出根据得1 12233I nI nI n332211UIUIUI 1122UnnU 1133UnnU 把把 和和 代入上式得代入上式得1133112211UnnIUnnIUI 四、几种常用变压器四、几种常用变压器1. 1.自耦变压器自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器 自耦变压器的自耦变压器的原副线圈共用一原副线圈共用一个线圈个线圈2.2.互感器互感器 A电电流流互互感感器器电电压压互互感感器器V 使用时把原线圈与使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数数多于副线圈匝数 使用时把原线圈使用时把原线圈与电路串联，原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数匝数少于副线圈匝数1.1.理想变压器原、副线圈的匝数比理想变压器原、副线圈的匝数比n n1 1:n:n2 24 4：1 1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割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，图中电流表磁感线时，图中电流表A A1 1的示数的示数12mA12mA，则电流表，则电流表A A2 2的示数为的示数为 （ ）A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D与负载与负载R R的值有关的值有关B练习练习2.2.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为数比为n n1 1：n n2 2=3=3：1 1，有四只相同的灯泡连入，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡电路中，若灯泡L L2 2、L L3 3、L L4 4均能正常发光，则均能正常发光，则灯泡灯泡L L1 1 （ ）A A、也能正常发光、也能正常发光B B、较另三个灯暗些、较另三个灯暗些C C、将会烧坏、将会烧坏D D、不能确定、不能确定L4n2n1L3L1L2A A1803 A3.3.一理想变压器，原线圈匝数一理想变压器，原线圈匝数n n1 1=1100=1100，接在电压接在电压220V220V的交流电源上，当它对的交流电源上，当它对1111只并联的只并联的“36V36V，60w”60w”的灯泡供电的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数的匝数n n2 2= _= _，通过原线圈的电流通过原线圈的电流 I I1 1 =_ =_。AVR1R2SA A. .U U 增大增大, ,I I 增大增大, ,P P1 1 增大增大C.U C.U 减小、减小、I I 减小、减小、P P1 1 减小减小D.U D.U 不变、不变、I I 减小、减小、P P1 1不不变变B B. .U U 不变不变, ,I I 减小减小, ,P P1 1 增大增大4 4、 如图所示：理想变压器的原线圈接高电如图所示：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。压，变压后接用电器，线路电阻不计。S S原来原来闭合，且闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么交流电压断开，那么交流电压表的示数表的示数U U、交流电流表的示数、交流电流表的示数I I 和用电器上和用电器上R R1 1的功率的功率P P1 1将分别是：将分别是： D DU U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R变压器输入输出电压、电流、功率大小之变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系间的因果关系 4. 输出功率决定输出功率决定输入功率输入功率; P1 P2与负载有关与负载有关 1. 电电源决源决定定U1； U1与与负载无关负载无关2. U1和匝数比决和匝数比决定定U2; U2与负载无关与负载无关 3. U2和负载决和负载决定定I I2； I I2U2R5.5.如图所示：理想变压器的交流输入电压如图所示：理想变压器的交流输入电压U U1 1=220V=220V，有两组副线圈，其中，有两组副线圈，其中n n2 2=36=36匝，标有匝，标有“6V6V，9W”9W”、“12V12V，12W”12W”的灯泡分别接在两的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：副线圈上均正常发光，求：（1 1）原线圈的匝数为）原线圈的匝数为n n1 1和另一副线圈的匝数和另一副线圈的匝数n n3 3. .（2 2）原线圈的电流）原线圈的电流I I1 1。（1 1）n n2 2 13201320匝匝 n n3 3= 72= 72匝匝 （2 2）I I1 1=0.095A=0.095An3n2n17 7、一台理想变压器原线圈匝数、一台理想变压器原线圈匝数n n1 111001100匝，两个副线圈的匝数分别是匝，两个副线圈的匝数分别是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。若通过两个副线圈中的电流匝。若通过两个副线圈中的电流分别为分别为I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原线圈中的，求原线圈中的电流。电流。2.24A2.24An3n2n1I2I3I16.6.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为4: 4: 1 1，原线圈中的电阻，原线圈中的电阻A A与副线圈中的负载电阻与副线圈中的负载电阻B B阻值相等。阻值相等。a ba b端加一交流电压端加一交流电压U U后，后，（1 1）两电阻消耗的功率之比为多少？）两电阻消耗的功率之比为多少？ （2 2）两电阻两端电压之比为多少？）两电阻两端电压之比为多少？（3 3）B B电阻两端电压为多少？电阻两端电压为多少？n1n2BAUab（1 1）1:161:16（2 2）1:41:4UUB174