第六节变压器

第六节：变压器高二物理3-2《交变电流》2017年2月28日于广东肇庆北京师范大学（珠海）肇庆附属学校用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4V-6V黑白电视机显像管几万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管十几万伏

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？

变压器【生活中的电压】【几种常见的变压器】1.示意图

U1U2

∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯2.构造：（1）闭合铁芯。（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。【注】输入电压：U1

输出电压：U2【变压器的结构】3.电路图中符号n1n2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？【温馨提示】铁芯与线圈互相绝缘

U1U2

∽n1n2∽初级次级【变压器的工作原理】------互感现象

【原理】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∽

U1U2n1n2∽【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，能够略去铁芯、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【理想变压器的变压规律】I1I2n1n2U1U2规律：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公式：思考：如果变压器的副线圈有N个，匝数分别为n2n3……nN.n2>n1U2>U1-----升压变压器n2<n1U2<U1-----降压变压器【理想变压器的分类】【课堂练习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的值有关参考答案：B【理想变压器的变流规律】1.理想变压器输出功率等于输入功率即:U1I1=U2I2P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如果变压器的副线圈有N个，匝数分别为n2n3……nN.思考：【课堂练习2】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。n3n2n1（1）n1

＝1320匝n3=72匝（2）I1=0.095AAV~R1R2SA.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

【课堂练习3】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（）

参考答案：D【课堂练习4】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，求：（1）B电阻两端电压为多少？（2）两电阻两端电压之比为多少？（3）两电阻消耗的功率之比为多少？n1n2BAUab（3）1:16（2）1:4

（1）

UB=174U【参考答案】U1I1I2n1n2U2R【变压器输入输出电压、电流、功率之间的因果关系】

1.输入功率P1由输出功率P2决定：P1＝P22.U1由电源决定。4.I2由U2和负载决定：。I2＝U2／R3.U2由U1决定：

5.I1由I2决定：

【课堂练习4】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n2n1L3L4L1L2参考答案：A课本练习第5题：P59【课堂练习6】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