高中物理 5.4变压器课件 新人教版选修3-2.ppt

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第四节 变压器,第五章 交变电流,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?,一、变压器的构造,1.示意图,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,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,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,互感现象:在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。,若给原线圈接直流电压,U副线圈电压U2 ?,闭合铁芯实现了电能-磁场能-电能的转换,由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁芯,使能量在转换过程中损失很小,为了便于研究,物理学中引入了一种理想化模型-理想变压器。,下面我们定量分析理想变压器的变压规律。,无磁损,无铜损,无铁损,理想变压器,研究原副线圈两端电压关系的实验,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:,E1=n1/ t,E2=n2/ t,E1/n1= E2/n2,原线圈回路有:,U1 E1=I1r1 0,则U1=E1,副线圈回路有:,E2=U2 +I2r2 U2,则U2=E2,若不考虑原副线圈的内阻,则U1=E1;U2=E2 则:U1/U2= n1/n2,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,U1/U2= n1/n2,四、理想变压器的变流规律,问题:原副线圈的电流可能满足何规律?,1.理想变压器输出功率应等于输入功率,即:,U1I1=U2I2,I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1,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,I 1/ I 2= n2 / n1,变压器工作时,高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制;低压线圈匝数少而通过的电流大,应当用较粗的导线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。,此公式只适用于一个副线圈的变压器,补充,1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系,(1)电压关系,(2)电流关系,根据P入=P出,I1U1=I2U2+I3U3,I1n1=I2n2+I3n3,U1,2.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;,P1P2,2.U1由电源决定;,3.U2由U1和匝数比决定;,U2n2/n1U1,4.I2由U2和负载决定;,I2U2R,5.I1由I2和匝数比决定;,I1n2/n1I2,3、互感器,分类:电压互感器和电流互感器,n2=180,180,=3A,解:,所以:,3 A,例1.一理想变压器,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 =_。,例2.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,L3,L4,L1,U1,L2,例3.一台理想变压器原线圈匝数n11100匝,两个副线圈的匝数分别是n260匝,n3600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I21A,I34A,求原线圈中的电流。,解析:对于理想变压器,输入功率与输出功率相等,则有I1n1I2n2I3n3,I1(I2n2I3n3)n1(1604600)11002.24A,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,
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