《变压器》人教版1课件

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4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管1~2万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管3~4万伏

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？

生活中需要各种电压需改变电压，以适应各种不同电压的需要。变压器变压器就是改变交流电压的设备《变压器》PPT人教版1《变压器》PPT人教版1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5.4变压器第五章交变电流5.4变压器第五章交变电流形形色色的变压器城乡变压器可拆式变压器各式变压器形形色色的变压器城乡变压器可拆式变压器各式变压器1、示意图(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

与交变电源相连(3)副线圈(次级线圈)

其匝数用n2表示

与负载相连(4)输入电压U1

输出电压U2一、变压器的构造原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2∽1、示意图(1)闭合铁芯(2)原线圈(初级线圈)(3)副线圈2、电路中的符号问题1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？

n1n2n1n2无铁芯有铁芯铁芯与线圈互相绝缘问题2：从能的转化角度看变压器的工作原理？2、电路中的符号问题1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？——互感现象

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)二、变压器的工作原理原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2∽0ett1t2t3t4若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0——互感现象变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：二问题3：铁芯是否变压器的必要组成部分？

没有铁芯，大部分磁感线都流失在线圈外，故传输电能的效率太差；而铁芯存在，使绝大部分磁感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的效率。U1U2问题3：铁芯是否变压器的必要组成部分？没有铁芯无磁损无铜损无铁损理想变压器的特点：三、理想变压器——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。理想化模型无磁损无铜损无铁损理想变压器的特点：三、理想变压器——没有能三、理想变压器——没有能量损失的变压器P入＝P出输入功率等于输出功率三、理想变压器——没有能量损失的变压器P入＝P出输入功率等于线圈两端的电压与线圈匝数有什么关系？四、理想变压器的变压规律猜测：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数方法：控制变量法注意：1)原线圈电压不要超过12伏.2)用多用电表的交流电压档测电压，先用大量程后用小量程.线圈两端的电压与线圈匝数有什么关系？四、理想变压器的变压规律问题：请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。理论推导I1U2U1n1n2I2R~问题：请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器中原副线圈电压

原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有:

U1=E1

U2=E2

四、理想变压器的变压规律I1U2U1n1n2I2R~原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2∽原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产1、n2

>n1

U2>U1——升压变压器3、n2<n1

U2<U1——降压变压器2、n2

=n1

U2=U1——等压变压器理想变压器原副线圈的端电压跟它们的匝数成正比1、n2>n1U2>U1——升压变压器3、n2理想变压器输入功率等于输出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出五、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=U2I2P1.互感器

A电流互感器电压互感器V

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六、常用变压器1.互感器A电流互感器电压互感器V使用时把原线圈与电2.自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2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?2.自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n例1.一理想变压器，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=______。1803An2/n1=U2/U1n2=n1U2/U1=1100×36/220=180I1/I2=n2/n1I1U1=I2U2I1=I2n2/n1I2=11×60/36例1.一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220［例2］如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2，电源电压为220V，A是额定电流为I0＝1A的保险丝，R为可调电阻，为不使原线圈中电流超过1A，R的阻值最低不小于多少欧?I1/I2=n2/n1I1=I2n2/n1I2=U2/RU2=n2U1/n1I1=I2n2/n1=U2n2/n1R=U1(n2/n1)2/RR=U1(n2/n1)2/I1=220×22/1=880Ω

［例2］如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2，电源电［例3］（1997年全国）如图所示的甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V．若分别在c、d两端及g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间及e、f间的电压分别为（）A．220V、220VB．220V、110VC．110V、110VD．220V、0V110v110v220v110v220v110v220v110vB若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的恒定电压，则a、b间与e、f间的电压分别为

V,和

V.110v0［例3］（1997年全国）如图所示的甲、乙两电路中，当a、b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、理想变压器的变压规2．交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量过高的电压和过大的电流，用变压器就可解决这个问题，这样的变压器叫电压互感器或电流互感器。下列关于电流互感器和电压互感器的说法中正确的是()A．电流互感器应串联在电路中使用，电压互感器应并联在待测电路上使用B．电流互感器和电压互感器副线圈的电流都小于原线圈的电流C．电流互感器和电压互感器副级线圈都是绝对不能短路的D．电流互感器和电压互感器原线圈的匝数都大于副线圈的匝数A2．交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量过高的URL2L1QS２．如图是一种理想自耦变压器示意图．线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头．AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是（）A．P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大B．Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大C．P不动，将Q向左移动，两灯均变暗 D．P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗BRIR=U2/R总P1=P2=U2IRU2=U1n2/n1P1=P2=U2IRIR=U2/R总RIR=U2/R总UL1=IRRL1L2IR=U2/R总UL1=U2-URURL2L1SBRIR=U2/R总P1=P2=U2IRU2=7．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P

就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法中正确的是()A．当动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大B．当动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变小，电压表读数变大D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大，电压表读数变小ADU2=U1n2/n1R3IR1=U2/R总UV=U2-UR1IR2=Uv/R2IA=IR1-IR27．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB五、课后作业1．在正常工作的理想变压器的原副线圈中，数值上不一定相等的物理量为（）A．交流电的频率B．端电压的最大值C．电流的有效值D．电功率BC2．对于理想变压器，下列说法中正确的是（）A．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B．原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大C．原线圈的电压，不随副线圈的输出电流变化而变化D．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零ABC五、课后作业BC2．对于理想变压器，下列说法中正确的是（一、变压器输入输出电压、电流、功率之间的因果关系

U2＝n2/n1·U12.U2由U1和匝数比决定；1.U1由电源决定；一、变压器输入输出电压、电流、功率之间的因果关系U2＝n2I1＝n2/n1·I24.I1由I2和匝数比决定；I2＝U2／R3.I2由U2和负载决定；5.P2由U2和负载决定；P2＝U22／R6.P1由P2决定；P1＝P2I1＝n2/n1·I24.I1由I2和匝数比决定；I2＝U电源U1U2P2P1I2I1U2＝n2/n1·U1I2＝U2／RI1＝n2/n1·I2P2＝U22／RP1＝P2一、变压器输入输出电压、电流、功率之间的因果关系

电源U1U2P2P1I2I1U2＝n2/n1·U1I2＝U2结论：如果变压器的负载发生变化，确定物理量变化时，依据以下原则：①输入电压U1决定输出电压U2;②输出电流I2决定输入电流I1;③输出功率P2决定输入功率P1.一、变压器输入输出电压、电流、功率之间的因果关系

结论：如果变压器的负载发生变化，确定物理量变化时，依据以下原3．用一理想变压器向一负载R供电，如图1所示,当增大负载电阻R时,原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的关系是()A．I2增大,I1也增大B．I2增大,I1却减小C．I2减小,I1也减小D．I2减小,I1却增大A3．用一理想变压器向一负载R供电，如图1所示,当增大负载电阻4．如图所示为一理想变压器和负载电阻R,下列哪些做法可增加变压器的输入功率()A．只减少副线圈匝数B．只减少原线圈匝数C．只增加副线圈匝数D．只减小R的阻值P1=I1U1=I2U2=P2I1=I2n2/n1=U2n2/n1R=U1(n2/n1)2/RP1=I1U1=U21n22/n12RBD4．如图所示为一理想变压器和负载电阻R,下列哪些做法可增加变5．将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器,改装成输出电压为30V的变压器,副线圈原来的匝数为30匝,原线圈的匝数不变,则副线圈应增加的匝数为()A．150匝B．144匝C．130匝D．120匝n1=n2U1/U2=30×220/6=1100n′2=n1U′2/U1=1100×30/220=150Δn2=

n′2-n2=150-30=120D统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版5．将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器,改装成6．一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1414sin100πtV的交流电,则用交流电压表测得副线圈两端的电压是()A.250VB.353.5VC.499.8V

D.200VU2=U1n2/n1=1000/4=250（V）A统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版6．一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u 7、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L1D.不能确定AL2L3L4n1n2~L1统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版 7、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=8．（2001年全国）一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2．已知n1>n2，则（）A．U1>U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1<I2C．I1<I2，U1>U2D．P1>P2，I1>I2AB统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版8．（2001年全国）一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分9．（上海高考）图中，a、b为输入端，接交流电源，c、d为输出端，则输出电压大于输入电压的电路是（）C统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版9．（上海高考）图中，a、b为输入端，接交流电源，c、d为输10、如图是4种亮度可调的台灯的电路的示意图，它们所用的灯泡相同，且都是“220V40W”，当灯泡消耗的功率都调至20W时，哪种台灯消耗的功率最小？（）解析理想变压器的输入功率等于输出功率，在变压器上是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗功率就等于灯泡消耗的功率．而其余三种电路中有另外的变阻器，除灯泡消耗功率外，在变阻器上有额外的功率损失．C统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版10、如图是4种亮度可调的台灯的电路的示意图，它们所11．（2000年北京、安徽春季）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA∶PB＝________，两电阻两端电压之比UA∶UB＝________．I1/I2=n2/n1=1/4PA/PB=I21R/I22R=1/1616/1UA/UB=I1R/I2R=1/41/4统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版11．（2000年北京、安徽春季）如图所示，理想变压器的原、12．（1998年上海）如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为n1∶n2＝2∶1，原线圈接200V交流电源，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光．当电源电压降为180V时，灯泡实际消耗功率与其额定功率之比为________，此时灯泡中的电流为________A．（设灯泡电阻恒定）U′2/U′1=n2/n1=2/1U2/U1=n2/n1=2/1U′2/U2=U′1/U1=180/200=9/10P′2/P2=（U′2/U2）2=81/10081/100U′2=n2U′1/n1=360（V）I′2=P2/U′2=9/200P′2=81/59/200统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版12．（1998年上海）如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比 13、如图所示的理想变压器,它的原副线圈接在交流电源上,副线圈接一个标有“12V,100W”的灯泡,已知变压器原、副线圈的匝数比为18:1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为_______V,电流表的读数为_______A.12Vn2n1~VA100W2160.46统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版 13、如图所示的12Vn2n1~VA100W2160.46二、有多个副线圈的理想变压器

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:n1n2n3U1U2U3统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版二、有多个副线圈的理想变压器 一个原线圈多个副线圈的理想变压n1n2n3U1U2U3统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版统编版优秀公开课课件下载PPT课件人教版高中物理选修3-25.4变压器(共43张PPT)人教版部编版n1n2n3U1U2U3统编版优秀公开课课件下载PPT课件人14.如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈匝数比为n1∶n2∶n3=4∶2∶1,所连接的三个小灯泡消耗的功率相同,则流过每个灯泡的电流之比I1∶I2∶I3=_____________;三个灯泡的电阻之比为R1∶R2∶R3=___________.U2=n2U1/n1U3=n3U1/n1I1U1=I2