高中物理《变压器》课件一（26张PPT）

欢迎进入物理课堂 变压器 问题 我们使用的各种用电器需要的电压各不相同 而照明电路的电压是220V 怎样解决这个问题 各种各样的变压器 1 变压器的构造 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成 一个线圈跟电源连接 叫原线圈 初级线圈 另一个线圈跟负载连接 叫副线圈 次级线圈 问题 一个线圈连到交流电源两端 另一个线圈连到小灯泡上 小灯泡可能发光吗 为什么 演示 观察小灯泡发光 2 变压器的原理 1 当原线圏接交流电时 副线圏中的磁通量发生了变化 副线圏中产生感应电流 互感现象是变压器工作的基础 2 从能量转化的角度 变压器是把电能转化为磁场能 再将磁场能转化为电能的装置 问题 变压器是如何改变电压的呢 线圈的电压可能与哪些因素有关 请猜想 探究1 副线圈匝数对输出电压的影响 保持原线圈匝数 原线圈电压不变 改变副线圈的匝数 观察输出电压的变化 注意 1 原线圈电压不要超过12伏 2 用多用电表的交流电压档测电压 先用大量程后用小量程 3 设计表格记录结果 探究2 原线圈匝数对输出电压的影响 保持原线圈的电压不变和副线圈的匝数不变 改变原线圈的匝数 观察输出电压的变化 问题 变压器在工作时 哪些地方有能量损失 如何减小损失 答 线圈电阻发热 铁芯形成涡流 铁芯漏磁 答 线圈导线用铜线尽量粗些 铁芯用硅钢片组合成 铁芯应是闭合的 探究3 闭合铁芯对输出电压的影响 抽出铁芯的一个边 观察输出电压的变化 3 理想变压器模型在电能的传输过程中没有能量损失的变压器 是一种理想化模型 问题 请应用法拉弟电磁感应定律 推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系 4 理想变压器的规律 1 电压规律 U1 U2 n1 n2当n2 n1时 U2 U1 变压器使电压升高 这种变压器叫做升压变压器 当n2 n1时 U2 U1 变压器使电压降低 这种变压器叫做降压变压器 2 功率规律 P入 P出或U1I1 U2I2 问题 如果只有一只副线圈 原线圈与副线圈的电流有什么关系 3 电流规律 I1 I2 n2 n1问题 如果有多只副线圈 上述三条规律还正确吗 答 电压规律正确 U1 n1 U2 n2 U3 n3 每匝线圏上的电压相等 功率规律正确 U1I1 U2I2 U3I3电流规律不正确 问题 绕制原副线圈的导线粗细一样吗 答 粗细不一样 高压线圈匝数多而通过的电流小 用较细的导线 低压线圈匝数少而通过的电流大 用较粗的导线 问题 变压器输出电压与输入电压的频率相等 答 相等 问题 如果变压器的负载变化 那么输入电压 输入电流 输入功率如何变化 结论 如果变压器的负载发生变化 确定物理量变化时 依据以下原则 输入电压U1决定输出电压U2 输出电流I2决定输入电流I1 输出功率P2决定输入功率P1 5 几种常用的变压器1 自耦变压器 原副线圈用同一只线圈 问题 自耦变压器是升压变压器 还是降压变压器 2 互感器 测电压 电流 问题 两个互感器在连接时有什么区别 问题 两个互感器匝数有什么区别 小结 1 变压器主要由铁芯和线圈组成 2 变压器可改变交变电流的电压和电流 利用了原副线圈的互感现象 3 理想变压器规律 例1 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数分别为n1 n2 原线圈加交变电压Ul 以下说法正确的是 A S断开时 MN电压最大 ON电压为零 B S断开时 MN电压为零 ON电压为U1n2 n1 C S闭合时 MN电压为Uln2 nl D S闭合 且滑动触头向下滑时 原线圈电流变小 副线圈电流变大 BC 例2 如图所示 理想自藕变压器接在电压为U的正弦交流电源上 当开关S接a时 交流电流表与交流电压表的示数分别是I1和U1 当开关S接b时 两表示数又分别变为I2和U2 由此可知A U1 U2 I1 I2B U1 U2 I1 I2C U1 U2 I1 I2D U1 U2 I1 I2 D 例3 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比n1 n2 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 电流表A1的示数是12mA 则电流表A2的示数为 A 2mAB 0mAC 48mAD 与负载R的值有关 B 例4 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数之比为n1 n2 4 1 原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等 a b端加一交流电压后 两电阻消耗的电功率之比PA PB 两电阻两端的电压之比UA UB 1 16 1 4 例5 如图所示 a 是一理想变压器的电路连接 b 是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象 已知原副线圈的匝数比为10 1 开关S断开电流表A2的示数为2A 求 1 变压器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 40W20V 例6 如图所示 理想变压器有两个副线圈 原线圈1接220V的交流电源 副线圈2的匝数为30匝 两端并有 12V 12W 的灯泡L正常发光 副线圈3的输出电压为110V 接有电阻R 通过R的电流为0 4A 求 1 副线圈3的匝数n3 2 原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1 275匝 550匝0 25A 例7 在绕制变压器时 将两个线圈在如图变压器铁芯的左右两个臂上 当通以交流电时 每个线圈产生的磁通量都一半通过另一个线圈 已知线圈1 2的匝数之比为2 1 在不接负载的情况下 A 线圈1输入电压220V 线圈2输出电压110VB 线圈1输入电压220V 线圈2输出电压55VC 线圈2输入电压110V 线圈1输出电压220VD 线圈2输入电压110V 线圈1输出电压110V BD 例8 四个相同的电灯与理想自耦变压器连接 当接上交流电源后 四个电灯均正常发光 则电压之比U1 U2为 A 1 1B 3 1C 4 1D 5 1 C 例9 完全相同的灯泡全部正常发光 三个线圈的匝数之比为 4 1 2 例10 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 n3 44 3 1 原线圈两端输入电压U1 220V 在变压器输出端如何连接可使一盏 20V10W 灯泡正常发光 如何连接可使一盏 10V5W 灯泡正常发光 通过计算 分别画出连接图 例11 如图 甲 所示 在变压器的输入端串接上一只整流二极管D 在变压器的输入端加上如图 乙 所示的交变压 设t 0时刻为a b 则副线圈输出的电压的波形 设c端电势高于d端电势时的电压为正 是图中的 B 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全