物理选修鲁科版变压器课件

1、1第2节变压器21了解变压器的构造，理解变压器的工作原理2理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题3了解自耦变压器的工作原理3互感互感 交变电流交变电流 4匝数之比匝数之比 低低 5连续调节连续调节 6一、变压器的原理1变压器的结构如图421所示为变压器的示意图和变压器在电路图中的符号7(1)变压器的构造：闭合铁芯，原线圈(匝数用n1表示)、副线圈(匝数用n2表示)，输入电压是U1，输出电压是U2，两个线圈都绕在叠合而成的硅钢片上，硅钢片都涂有绝缘漆(2)原线圈：与交流电源相连接的线圈，又叫做初级线圈(3)副线圈：与负载相连的另一个线圈，又叫做次级线圈82变压器的工作原理变压器

2、的变压原理是电磁感应当原线圈加上交流电时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原副线圈中都产生感应电动势如果副线圈是闭合的，则副线圈中将有交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈磁通量转换方式为：原线圈电能磁场能副线圈电能9特别提醒理想变压器应具备的条件1原副线圈没有电阻2无磁通量漏失3铁芯不发热1011(4)当n2n1时，U2U1，这种变压器使电压升高，叫升压变压器当n2n1时，U2U1，这种变压器使电压降低，叫降压变压器2理想变压器原、副线圈的功率

3、关系根据能量守恒，理想变压器工作时，它的输入功率等于输出功率，即P入P出，P入随P出的增大而增大1213三、自耦变压器如图422所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用14教材资料分析迷你实验室变压器铁芯的导磁作用准备可拆变压器、低压交流电源、小灯泡及导线若干如图413所示，去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在形铁芯的A侧上15变压器左边绕组接12 V低压交流电源，右边绕组接一个额定电压为36 V的小灯泡观察小灯泡的亮度把横条慢慢推向B，直至与B完全闭合，观察在此过程中小灯泡变亮还是变暗你能解释观察到的现象吗？点拨当横

4、条慢慢推向B的过程中，小灯泡逐渐变亮，当与B完全闭合时，小灯泡最亮这是因为横条的存在使大部分磁感线通过横条与B构成回路，横条离B越近，穿过横条与B的磁感线的条数越多，当横条与B闭合后，几乎所有的磁感线都通过横条与B形成闭合回路使通过B的磁通量变化率增大，B线圈产生的感应电动势也增大，故小灯泡逐渐变亮直至形成回路时小灯泡最亮16迷你实验室定性探究变压器电压与匝数的关系如图416所示，将可拆变压器的横条和一组匝数较少(如左边)的绕组取出，再把连接好灯座的较长导线(约5 m)套入铁芯的左边17(1)将长导线按顺时针方向一匝一匝地绕在铁芯的左边，边绕边观察小灯泡的发光情况(2)待小灯泡发出耀眼的强光后

5、，再按逆时针方向一匝一匝地退出铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况观察到的实验现象是：_.得出的结论是：_.点拨观察到的实验现象：随着绕在铁芯上的线圈匝数的增大，灯泡逐渐变亮，随着匝数的减少，灯泡越来越暗得出的结论：线圈的电动势随着匝数的增多而增大，随着匝数的减少而降低1819答案C2021【变式1】 一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 的负载电阻，如图424所示(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为_V，电流表示数为_A.(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为_V，电流表示数为_A此时输入功率为_W，变压器效率为_22答案(1)00

6、(2)440.4419.36100%23【典例2】 如图425所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n11 100匝接入电压U1220 V的电路中(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U26 V，U3110 V，它们的匝数n2，n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？24答案(1)30匝550匝(2)0.36 A借题发挥多绕组变压器中，原、副线圈间电压与匝数的关系仍成立；但电流与匝数的关系不成立可以借助P入P出，即U1I1U2I2U3I3分析问题25【变式2】 如图426所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为

7、n1 n2 n310 5 1，其中n1接到220 V的交流电源上，n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路已知通过电阻R3的电流I32 A，电阻R2110 ，求通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1.26答案1 A0.7 A27【典例3】 如图427所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈的电压，则()A保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗功率将减小C保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P 的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大2829借题发挥(1)对于电压的大

8、小，条件充分时只需根据原线圈电压及原、副线圈的匝数确定(2)P1、P2、I1、I2的判断往往都与R的大小有关，对P1、I1的确定，需从P2、I2入手(3)各物理量的制约关系：在变压比一定时，当输入电压一定，则输出电压一定，当负载变化时，输出电流变化，输出功率变化，故输入电流，输入功率也相应变化30【变式3】 一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2，当R增大时()AI1减小，P1增大 BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大答案B 31变压器的基本规律1.某变电站

9、用原、副线圈匝数比为n1 n2的变压器，将远距离输送的电能送给用户，如图428所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是()A原、副线圈电压比为n2 n1B原、副线圈电流比为n1 n2C原、副线圈电压比为n1 n2D变压器的输入功率与输出功率的比为n1 n232解析电压之比等于匝数之比，理想变压器输入功率等于输出功率，所以电流之比等于电压之比的反比，即等于线圈匝数之比的反比答案C33多绕组变压器2. 如图429所示，理想变压器铁芯上绕有A、B、C三个线圈，匝数比为nA nB nC4 2 1，在线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当线圈A与交流电源连通时，交流电流表A2

10、的示数为I0，则交流电表A1的读数为_I0.34答案0.6253536答案BC374.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图4211所示当开关S闭合后()AA1示数变大，A1与A2示数的比值不变BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大DV2示数不变，V1与V2示数的比值不变38解析电源电压有效值不变，所以V1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故V2示数不变，V1与V2