变压器（高中物理教学课件）完整版4

03.变压器图片区变电站的大型变压器街头变压器充电器一.变压器原理实物图拆解图原理图电路图一.变压器原理一.变压器原理1.构造变压器：是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。铁芯：绝缘硅钢片叠合而成闭合铁芯可以将更多的磁感线限制在其内，形成一个闭合的磁路。尽量减小磁场能的散失。原线圈：一个线圈与交流电源连接，叫作原线圈，也叫初级线圈副线圈：另一个线圈与负载连接，叫作副线圈，也叫次级线圈。一.变压器原理2.工作原理：互感：交变电流通过原线圈时在铁芯中激发变化的磁场，铁芯中变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。注意：变压器只对交流起作用，如果变压器接入直流电路，变压器不能工作。3.能量转化：电场能

磁场能

电场能在输入的交流电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。变压器原、副线圈两端的电压与线圈匝数之间有什么关系呢？一.变压器原理一.变压器原理一.变压器原理实验表明，变压器原、副线圈电压与匝数近似成正比，其实这是由于变压器的能量损耗造成的4.变压器的能量损耗：铜损：导线电阻发热铁损：铁芯涡流发热磁损：漏磁，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内5.理想变压器：没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想变压器是一个理想化模型。一.变压器原理二.理想变压器变压规律你能推导出理想变压器原、副线圈中电流大小与它们的线圈匝数之间的关系吗？二.理想变压器变压规律1.变压比：2.功率关系：因没有能量损失3.变流比：4.频率关系：原副线圈频率不变二.理想变压器变压规律注意：①若n1<n2，则U1<U2，这种变压器叫升压变压器②若n1>n2，则U1>U2，这种变压器叫降压变压器③原副线圈电压比与匝数比成——④原副线圈电流比与匝数比成——⑤原线圈电压与副线圈电压成——⑥原线圈电流与副线圈电流成——⑦变压器电压、频率由输入端决定⑧变压器电流、功率由输出端决定⑨用电器叫负载，增加负载是多并联接入用电器，电阻变小⑩增加负载电阻，纯粹是电阻变大正比反比正比正比二.理想变压器变压规律思考与讨论：若有多个副线圈，以上关系怎样？U3n3三.几种常见变压器1.自耦变压器虽然分压式电路也可以改变电压，但自耦变压器与之相比有两个优点：一是能量几乎不损失，二是不仅能降压还能升压。三.几种常见变压器2.互感器：交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压。用变压器把高电压变成低电压再接到交流电压表上，这个问题就解决了（左图）。这样的变压器叫做电压互感器。为了安全，互感器的铁壳和副线圈应该接地。另外，也可以把变压器上原线圈的匝数做得较少，而副线圈的匝数做得较多，这时副线圈的电流比原线圈的电流小。如果把原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，就可以测量很大的电流了。这样的变压器叫做电流互感器（左图）。电压互感器是降压变压器，并联接入电流互感器是降流变压器，串联接入三.几种常见变压器测量电流时要把电路断开，把电流表串联到电路中，不方便。有一种钳式电流表，按下手柄时，它的铁芯可以分开，把被测的载流导线放入后，松开手柄，铁芯闭合。导线中的交流在铁芯中产生交变磁场，电流表与套在铁芯上的线圈相连，可以间接得知导线中的电流。被测导线—铁芯—线圈也构成一个互感器，不过它的原线圈只有一匝！钳式电流表使用方便，但测量准确度较差，多用于大电流的估测。四.变压器动态电路分析例1.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(

)A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大B四.变压器动态电路分析例2.(多选)如图所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是(

)A.仅闭合开关S，灯L1会变亮B.仅闭合开关S，r消耗的功率会变大C.仅将滑片P下移，电流表的示数会变大D.仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小BC典型例题例3.如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压表的示数为220V，电流表的示数为3A，则输电线路中的电压和电流分别是()A．11000V，150A B．1100V，15AC．4.4V，16.7A D．4.4V，0.06AA典型例题例4.如图所示为一理想变压器，其原、副线圈匝数之比n1：n2＝4：1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R组成闭合电路。当直导线MN在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感线时，电流表A1的示数是10mA，那么电流表A2的示数是(

)A．40mA B．0C．10mA D．2.5mAB典型例题例5.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法正确的是(

)A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c

d的方向滑动D典型例题例6.如图所示，保持变压器输入电压不变，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中所有交流电表的读数及变压器的输入功率变化情况为(

)A.V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B.V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C.V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D.V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小C典型例题例7.如图所示，甲中两导轨不平行，而乙中两导轨平行，其余物理条件都相同，金属棒MN正在导轨上向右匀速运动，在金属棒运动过程中，可观察到(

)A.L1、L2小电珠都发光，只是亮度不同B.L1、L2两个小电珠都不发光C.L2发光，L1不发光D.L1发光，L2不发光D典型例题例8.如图所示，一理想变压器初、次级线圈匝数比为3：l，次级接三个相同的灯泡，均能正常发光．在初级线圈接有一相同的灯泡L则(

)A.灯L也能正常发光B.灯L比另三灯都暗C.灯L将会被烧坏D.不能确定A典型例题例9.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1∶n2∶n3=10∶5∶1，其中n1作为原线圈接到220V的交流电源上，两个副线圈n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合电路.已知通过电阻R3的电流I3=2A，电阻R2=110Ω.求:通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流.答：I2=1A，I1=0.7A五.变压器的等效电路1.等效电阻法理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2原、副线圈的电压分别为U1、U2，副线圈负载电阻为R，等效电路如图所示，求R等效。例10.理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为180V正弦交流电源上，设副线圈回路中电阻的两端电压为U2，原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为k,则（）A