高中物理《变压器》课件7（3张PPT）（新人教版选修3-2）

欢迎进入物理课堂 5 4变压器 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 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 思考 若给原线圈接直流电压U1 副线圈电压U2 U2 0 理想变压器 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 无铜损 铁损 磁损 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 若不考虑原副线圈的内阻有U1 E1U2 E2 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 n1U2 U1 升压变压器 n2 n1U2 U1 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 U1I1 U2I2 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 此公式只适用于一个副线圈的变压器 五 几种常用变压器 1 自耦变压器 升压变压器 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 电流互感器 电压互感器 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 一 变压器的构造1 示意图2 电路图中符号3 构造 二 变压器的工作原理 1 互感现象 原 副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象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U1 U2 n1 n2 四 理想变压器的变流规律 I1 I2 n2 n1 五 常用变压器 小结 练1 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 图中电流表A1的示数12mA 则电流表A2的示数为 A 3mAB 0C 48mAD 与负载R的值有关 B 180 3A 练习2 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 C 练3 钳形电流表的外形和结构如图 a 所示 图 a 中电流表的读数为1 2A 图 b 中用同一电缆线绕了3匝 则A 这种电流表能测直流电流 图 b 的读数为2 4AB 这种电流表能测交流电流 图 b 的读数为0 4AC 这种电流表能测交流电流 图 b 的读数为3 6AD 这种电流表既能测直流电流 又能测交流电流 图 b 的读数为3 6A 练4 为了保证用电安全 家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关 如图所示是保护开关的电路原理简图 问 1 电路正常工作时 b线圈是没有电流的 原因是什么 2 如果站在地上的人不小心接触火线时 b线圈为什么会产生感应电流 答案 1 电流互感器a侧两线圈完全相同 流过两线圈的电流大小相等 方向相反 它们产生的磁场相互抵消 b侧线圈磁通量总为零而不变 线圈中不产生感应电流 2 火线的电流有一部分流经人体 经大地流回发电厂 a侧两线圈电流大小不等 产生 剩余电流 在铁芯中产生变化的 剩余磁通 b侧线圈中磁通量发生变化 线圈中产生感应电流 A U增大 I增大 P1增大 C U减小 I减小 P1减小 D U不变 I减小 P1不变 B U不变 I减小 P1增大 练5 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R1 R2 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R1的功率P1将分别是 D U1 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P1由输出功率P2决定 P1 P2 2 U1由电源决定 3 U2由U1和匝数比决定 U2 n2 n1 U1 4 I2由U2和负载决定 I2 U2 R 5 I1由I2和匝数比决定 I1 n2 n1 I2 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n1 两个副线圈的匝数分别为n2和n3 相应的电压分别为U1 U2和U3 相应的电流分别为I1 I2和I3 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n1 1100匝 两个副线圈的匝数分别是n2 60匝 n3 600匝 若通过两个副线圈中的电流分别为I2 1A I3 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U1 220V 有两组副线圈 其中n2 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n1和另一副线圈的匝数n3 2 原线圈的电流I1 1 n2 1320匝n3 72匝 2 I1 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n1 n2 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110VB 当线圈1输入电压为220V时 线圈2输出电压为55VC 当线圈2输入电压为110V时 线圈1输出电压为220VD 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n1两端接交流电U1 220V n1为4400匝 n2为1100匝 若要使U3 U2 求n3 n3 2200匝 例 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 ab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 1 1 16 2 1 4 练习 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 n2 n1 L3 L4 L1 L2 A 谢谢同学们合作 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