2012高二物理课件：第二章第六节变压器(粤教版选修3-2).ppt

第六节,变压器,知识点1 认识变压器,1变压器的构造,闭合铁芯,原线圈,副线圈,如图261为变压器的构造和符号图其构造有：_、 _(初级线圈)n1 匝、_(次级线圈)n2 匝 图 261,2变压器的工作原理：U1 为输入电压、I1 为输入电流， U2 为输出电压、I2 为输出电流变压器的工作原理是互感现象 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 E2 副线圈中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 E1. 3注意： (1)记住变压器的符号，与原线圈对应的物理量 U1、I1、n1， 与副线圈对应的物理量 U2、I2、n2.其中的电压、电流值 U1、I1、 U2、I2 都是交变电流的有效值； (2)变压器只能在交变电流下工作，若输入的是恒定的直流 电流，则变压器无输出，即 U20 I20.变压器能改变交变电压，,但_,不能改变交变电流的频率,知识点2 几种常见的变压器,1自耦变压器：如图 262 所示，只有一个线圈，甲为,自耦降压变压器，乙为自耦升压变压器,图 262,2调压变压器：属于自耦变压器，但电压可连续调节，如,图 262 丙所示,3互感器：它可以把不能直接测量的高电压、大电流变换,成低电压、小电流进行测量,图 263,(1)电压互感器：把高电压变成低电压，并联在电路中，如,图 263 甲所示,(2)电流互感器：把大电流变成小电流，串联在电路中，如,图 263 乙所示,知识点3,理想变压器中的电压与电流,1理想变压器 (1)理想变压器是一种理想模型，本身无能量损耗理想变 压器的工作原理是互感现象，所以只有接入交变电流才能工作 (2)理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈 内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自 身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因 数的差别),，即对同一变压器的任意两个线圈，,2理想变压器中的电压 (1)原、副线圈两端的电压之比等于这两个线圈的匝数之,比用公式表示为,都有电压和匝数成正比 (2)当 n2n1 时，U2U1，变压器使电压升高，这种变压器叫 做升压变压器 (3)当 n2n1 时，U2U1，变压器使电压降低，这种变压器叫 做降压变压器,3理想变压器中的电流,P入P出,(1)理想变压器的输出功率与输入功率相等，有_， _，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功,率总等于所有输出功率之和,U1I1U2I2,(2)理想变压器工作时，原线圈和副线圈中的电流跟它们的,匝数成反比用公式表示为_.,4注意 (1)只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：U1I1U2I2，,【例题】(双选)用理想变压器给负载(所有负载都是并联的),供电，下列措施哪些可以增加变压器的输入功率(,),A只增加原线圈的匝数 C只增加负载,B只减少负载 D只增加副线圈的匝数,解析：变压器的输入功率由输出功率决定，只增加原线圈 的匝数，或只减少副线圈的匝数，致使原、副线圈的匝数比增 加，使副线圈的输出电压减少，输出功率减少，而使输入功率 随之减少，A 错 D 对；只减少负载，意味着总电阻增加，输出 电流减小，输出功率减小，而使输入功率随之减小，C 对 B 错 故选 CD. 答案：CD,1(双选)如图 264 所示为一理想变压器的电路图，图 中 S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器 R 的滑动头，U1 为加在 原线圈两端的交变电压，I1 为原线圈中的电流，则下列说法中,正确的是(,),图 264,A若保持 U1 及 P 的位置不变，S 由 a 合到 b 时，I1 将增,大,B若保持 U1 及 P 的位置不变，S 由 b 合到 a 时，R 消耗,的功率将增大,C若保持 U1 不变，S 接在 a 处，使 P 向上滑时，I1 将增,大,D若保持 P 位置不变，S 接在 a 处，使 U1 增大时，I1 将,增大,答案：AD,解析：原线圈匝数n1变小，副线圈电压U2、电流I2都将变大，故原线圈电流I1变大，A正确原线圈匝数n1变大，副线圈电压U2、电流I2都将变小，R消耗的功率减小，B错误当P上滑时，电阻增大，电流I2变小，I1将变小，C错误当U1增大时，副线圈电压U2将增大，I1将增大，D正确,题型1,变压器与电路综合问题,【例题】如图 265 中，降压变压器的变压系数是 3， 即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是 3.初级线圈的输入电 压是 660 V，次级线圈的电阻为 0.2 ，这台变压器供给 100 盏 “220 V 60 W”的电灯用电求： (1)空载时次级线圈的路端电压和输出功率 (2)接通时次级线圈的路端电压 (3)每盏灯的实际功率,图 265,答案：见解析,规律总结：解决变压器问题的常用方法有： 1电压思路变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2n1/n2；当变压器有多个副绕组时U1/n1U2/n2U3/n3 2功率思路理想变压器的输入、输出功率为P入 P出，即P1P2；当变压器有多个副绕组时P1P2P3 3电流思路由IP/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2n2/n1；当变压器有多个副绕组时n1I1n2I2n3I3 4(变压器动态问题)制约思路 (1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2n2U1/n1，可简述为“原制约副”,(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定， 且输入电压U1 确定时，原线圈中的电流I1 由副线圈中的输出电 流I2 决定，即I1n2I2/n1，可简述为“副制约原”,(3)负载制约：,变压器副线圈中的功率P2 由用户负载决定，P2P负1,P负2；,变压器副线圈中的电流I2 由用户负载及电压U2 确定，I2,P2/U2；,总功率 P总P线P2.,动态解析问题的思路程序可表示为：,5原理思路变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中 /t 相等；当遇到“自耦”型变压器时有：1/t2/t 3/t，此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不 适用于稳压或恒定电流的情况,1(双选，2010 年肇庆模拟)用电高峰期，电灯往往会变暗， 其原理可简化为如下物理问题如图 266，理想变压器的 副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡 L1 和 L2，输电线的 等效电阻为 R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关 S,),图 266,闭合时，以下说法正确的是( A灯泡 L1 两端的电压减小 B电阻 R 两端的电压增大 C副线圈输出电压增大 D原线圈输入功率减小,解析：开关 S 闭合后，用电器端的总电阻变小，因为输入电 压不变，所以输出电压不变，用电器端电流增大，所以 R 两端 电压增大，灯泡 L1 两端的电压减小，AB 对；输出电压与用电 器的状况无关，只与原线圈的输入电压和匝数有关，C 错；因 为P入P出，输出电压不变，用电器端电流增大，所以输出功 率增大，则原线圈输入功率增大，D 错,答案：AB,题型2,多个副线圈的变压器的计算,【例题】如图 267 所示，理想变压器原线圈 I 接到 220 V,的交流电源上，副线圈 II 的匝数为 30，与一标有“12 V,12 W”,的灯泡连接，灯泡正常发光副线圈 III 的输出电压为 110 V， 电流为 0.4 A求： (1)副线圈 III 的匝数 (2)原线圈 I 的匝数以及通过原线圈的电流,图 267,答案：