人教版高中物理系列：选修3 2第五章第四节《变压器》课件

第五章交变电流

4变压器

第五章交变电流4变压器1本节课主要内容：3、电压和匝数的关系1、变压器的结构2、变压器的工作原理本节课主要内容：3、电压和匝数的关系1、变压器的结构2、变压2复习提问1、产生感应电动势条件是什么？3、什么是互感现象？2、法拉第电磁感应定律内容只要穿过线圈的磁通量发生变化复习提问1、产生感应电动势条件是什么？3、什么是互感现象？23各种情况下所需的电压手机电压3～4.2V半导体收音机电源电压不超过10V各种情况下所需的电压手机电压3～4.2V半导体收音机电源4电视机显像管却需要10KV以上电压洗衣机等家用电器电压220V电视机显像管却需洗衣机等家用5家庭供电是220V,怎样满足我们对不同用电器的需求呢？变压器就是改变交流电压的设备变压器家庭供电是220V,怎样满足我们变压器就是改6形形色色的变压器城乡变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器形形色色的变压器城乡变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型7【积极展示】变压器的主要构成？【积极展示】变压器的主要构成？82.示意图一、变压器的构造铁芯原线圈副线圈3.电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘n1n21.构造：（1）闭合铁芯（2）原线圈(初级线圈)（3）副线圈(次级线圈)2.示意图一、变压器的构造铁芯原线圈副线圈3.电路图中符号铁9【积极展示】变压器的工作原理？【积极展示】变压器的工作原理？10变压器的原理原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2~0ut互感思考:若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0

变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)变压器的原理原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2~011故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电流、电压要变，才会有互感现象，变压器才可以起到变压作用。）故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电流、电压要变，才【积极展示】什么是理想变压器？理想变压器线圈两端的电压与匝数之间有什么关系？【积极展示】什么是理想变压器？理想变压器线圈两端的电无磁损无铜损无铁损理想变压器的特点：理想变压器模型——没有能量损失的变压器

实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。无磁损无铜损无铁损理想变压器的特点：理想变压器模型——没有能请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。理论推导～～请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。I1I2n1n2U1U2根据法拉第电磁感应定律得：原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/t若不考虑原副线圈的内阻有

U1=E1

U2=E2

I1I2n1n2U1U2根据法拉第电磁感应定律得：原、副线圈1、n2

>n1

U2>U1——升压变压器2、n2<n1

U2<U1——降压变压器三、理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比1、n2>n1U2>U1——升压变压器2、n2理想变压器原副线圈的电流与匝数之间有什么关系呢？理想变压器原副线圈的电流与匝数之间有什么关系呢？理想变压器输入功率等于输出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出四、理想变压器的变流规律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理想变压器输入功率等于输出功率即:U1I1=U2I2P有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+I3U3I1n1=I2n2+I3n3有一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系（1）电压一、变压器的构造

1．示意图

2．符号二、变压器的工作原理：

1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流

2、能量转化：电能→磁场能→电能

3、理想变压器：三、理想变压器的变压、变流规律：小结P入＝P出变压器不改变交变电流的频率．一、变压器的构造二、变压器的工作原理：三、理想变压器的变压、重点难点突破重点难点突破1.理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量。(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别。(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。一、理想变压器的规律1.理想变压器的特点一、理想变压器的规律人教版高中物理系列：选修32第五章第四节《变压器》课件人教版高中物理系列：选修32第五章第四节《变压器》课件人教版高中物理系列：选修32第五章第四节《变压器》课件考点题型设计考点题型设计重点难点突破重点难点突破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U2＝n2U1/n12．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，原线圈的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1二、变压器工作时的制约关系及动态分析1．电压制约二、变压器工作时的制约关系及动态分析3．负载制约①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…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/U2③总功率P入＝P出

（P1＝P2）

即变压器的输入功率是由输出功率决定的。4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况①原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1②负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I13．负载制约[特别提醒](1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。(2)可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无内阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。[特别提醒](1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“U1I1I2n1n2U2R输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系P1＝P21.U1由电源决定2.I2由U2和负载决定

I2＝U2／R3.输入功率P1由输出功率P2决定小结U1I1I2n1n2U2R输入输出电压、电流、功率大小之间的题型2理想变压器各物理量的动态分析DA．A1的示数不变，

A2的示数增大B．A1的示数增大，A2的示数增大C．V1的示数增大，V2的示数增大D．V1的示数不变，V2的示数减小题型2理想变压器各物理量的动态分析DA．A1的示数不变，解析：V1测量电源的输出电压，故其示数不变；当传感器R2所在处出现火警时，R2阻值减小，副线圈电路总电阻变小，副线圈电压不变，由闭合电路欧姆定律可知，副线圈总电流I变大，电阻R3电压U3＝IR3变大，R1与R2并联的电压变小，电压表V2示数变小，电流表A2示数变小，副线圈电流变大，原线圈电流变大，电流表A1示数变大；故选项D正确。解析：V1测量电源的输出电压，故其示数不变；当传感器R2所在第五章交变电流

4变压器

第五章交变电流4变压器35本节课主要内容：3、电压和匝数的关系1、变压器的结构2、变压器的工作原理本节课主要内容：3、电压和匝数的关系1、变压器的结构2、变压36复习提问1、产生感应电动势条件是什么？3、什么是互感现象？2、法拉第电磁感应定律内容只要穿过线圈的磁通量发生变化复习提问1、产生感应电动势条件是什么？3、什么是互感现象？237各种情况下所需的电压手机电压3～4.2V半导体收音机电源电压不超过10V各种情况下所需的电压手机电压3～4.2V半导体收音机电源38电视机显像管却需要10KV以上电压洗衣机等家用电器电压220V电视机显像管却需洗衣机等家用39家庭供电是220V,怎样满足我们对不同用电器的需求呢？变压器就是改变交流电压的设备变压器家庭供电是220V,怎样满足我们变压器就是改40形形色色的变压器城乡变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器形形色色的变压器城乡变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型41【积极展示】变压器的主要构成？【积极展示】变压器的主要构成？422.示意图一、变压器的构造铁芯原线圈副线圈3.电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘n1n21.构造：（1）闭合铁芯（2）原线圈(初级线圈)（3）副线圈(次级线圈)2.示意图一、变压器的构造铁芯原线圈副线圈3.电路图中符号铁43【积极展示】变压器的工作原理？【积极展示】变压器的工作原理？44变压器的原理原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2~0ut互感思考:若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0

变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)变压器的原理原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2~045故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电流、电压要变，才会有互感现象，变压器才可以起到变压作用。）故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电流、电压要变，才【积极展示】什么是理想变压器？理想变压器线圈两端的电压与匝数之间有什么关系？【积极展示】什么是理想变压器？理想变压器线圈两端的电无磁损无铜损无铁损理想变压器的特点：理想变压器模型——没有能量损失的变压器

实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。无磁损无铜损无铁损理想变压器的特点：理想变压器模型——没有能请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。理论推导～～请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。I1I2n1n2U1U2根据法拉第电磁感应定律得：原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/t若不考虑原副线圈的内阻有

U1=E1

U2=E2

I1I2n1n2U1U2根据法拉第电磁感应定律得：原、副线圈1、n2

>n1

U2>U1——升压变压器2、n2<n1

U2<U1——降压变压器三、理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比1、n2>n1U2>U1——升压变压器2、n2理想变压器原副线圈的电流与匝数之间有什么关系呢？理想变压器原副线圈的电流与匝数之间有什么关系呢？理想变压器输入功率等于输出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出四、理想变压器的变流规律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理想变压器输入功率等于输出功率即:U1I1=U2I2P有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+I3U3I1n1=I2n2+I3n3有一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系（1）电压一、变压器的构造

1．示意图

2．符号二、变压器的工作原理：

1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流

2、能量转化：电能→磁场能→电能

3、理想变压器：三、理想变压器的变压、变流规律：小结P入＝P出变压器不改变交变电流的频率．一、变压器的构造二、变压器的工作原理：三、理想变压器的变压、重点难点突破重点难点突破1.理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量。(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别。(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。一、理想变压器的规律1.理想变压器的特点一、理想变压器的规律人教版高中物理系列：选修32第五章第四节《变压器》课件人教版高中物理系列：选修32第五章第四节《变压器》课件人教版高中物理系列：选修32第五章第四节《变压器》课件考点题型设计考点题型设计重点难点突破重点难点突破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U2＝n2U1/n12．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，原线圈的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1二、变压器工作时的制约关系及动态分析1．电压制约二、变压器工作时的制约关系及动态分析3．负载制约①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…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/U2③总功率P入＝P出

（P1＝P2）

即变压器的输入功率是由输出功率决定的。4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况①原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1②负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺