3.3.2变压器之理想变压器的规律及其应用 课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

新课导入问题；生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢?第3节变压器第2课时理想变压器的规律及其应用学习任务一学习任务一理想变压器的基本关系1、理想变压器特点：（1）无铜损：原、副线圈不计内阻，不产生热量。（2）无铁损：忽略铁芯产生的热量。（3）无磁损：变压器铁芯内无漏磁，原、副线圈磁通量无差别。

实际变压器（特别是大型变压器）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。理想变压器——没有能量损失的变压器P入＝P出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。[模型建构]

学习任务一学习任务一理想变压器的基本关系[模型建构]

理想变压器

功率制约：P入=

P出原线圈电能全部转化为副线圈电能电压制约：线圈两端电压之比等于匝数之比“一原一副”的电流制约：

U1I1

=U2I2原副线圈的电流跟匝数成反比I1I2U2

n1n2RU1此式只适用于一个副线圈的变压器学习任务一学习任务一理想变压器的基本关系[模型建构]

I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

“一原多副”的理想变压器任意两线圈两端电压之比等于匝数之比由

P入

=P出

得原线圈电能全部转化为两副线圈电能多副线圈的理想变压器注意：（1）理想变压器只传输能量，本身不是用电器。（2）变压器只能改变交变电流，若初级线圈加直流电压，则次级线圈输出电压为0.以上关系是有效值间的关系，对最大值也适用，但对某时刻的瞬时值其关系不成立。★注意：四个决定(1)原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定．(2)副线圈电压U2由原线圈电压U1及匝数比决定，与副线圈所接负载无关．(3)副线圈电流I2由副线圈电压U2和副线圈负载决定(4)原线圈电流I1由副线圈电流I2决定．变压器的应用变电站的大型变压器小家电中的变压器

实际应用中需要改变交流电压的场合是很多的。大型发电机发出的交流，电压为几万伏。而用电器使用电压不一样。由于有了变压器，交流的电压容易改变，所以交流得到了广泛的应用。无线充电技术原理初级线圈次级线圈输出感应电流输入交流电手机开始充电时，底座同时亮起了一圈呼吸灯，互感。例1[2021·广东卷]某同学设计了一个充电装置,如图所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2s,电压最大值为0.05V.理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60.下列说法正确的是(

)A.交流电的频率为10HzB.副线圈两端电压最大值为3VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率学习任务一学习任务一理想变压器的基本关系B

学习任务一

学习任务一B

学习任务一理想变压器的基本关系式学习任务一基本关系功率关系根据能量守恒可得:原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即P入=P出电压关系只有一个副线圈时:=有多个副线圈时:===…电流关系只有一个副线圈时:=有多个副线圈时:I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn频率关系f1=f2(变压器不改变交变电流的频率)学习任务二学习任务二含理想变压器电路的动态分析U1U2I2I1掌握电压、电流、功率之间的关系①U1由电源决定②U2由U1和匝数比决定：③I2由U2和负载决定：④I1由I2和匝数比决定：⑤输入功率P1由输出功率P2决定：P1＝P2P1[科学思维]例2理想变压器的原线圈连接电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节,在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为U的交流电,如图所示.下列情况可能出现的是(

)A.若Q位置不变,将P向上滑动,U'变大B.若Q位置不变,将P向上滑动,电流表的读数变大C.若P位置不变,将Q向上滑动,电流表的读数变大D.若P位置不变,将Q向上滑动,变压器的输入功率不变学习任务二C学习任务二含理想变压器电路的动态分析

学习任务二

学习任务二C

学习任务二含有变压器的动态电路问题的解题思路学习任务二学习任务三几种常见的变压器学习任务三

例3

如图所示,T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器,其中a、b是交流电压表或交流电流表.若高压输电线间的电压为220kV,T1的原、副线圈匝数比为1∶100,交流电压表的示数为100V,交流电流表的示数为1A,则(

)A.b是交流电压表B.T2的原、副线圈匝数比为100∶1C.高压线路输送的电流为1AD.高压线路输送的电功率为220kWA[解析]

右侧的互感器原线圈并联在高压线上,b是交流电压表,选项A正确;高压输电线间的电压为220kV,副线圈交流电压表的示数为100V,根据变压器变压公式,T2的原、副线圈匝数比为2200∶1,选项B错误;T1的原、副线圈匝数比为1∶100,a是交流电流表,交流电流表的示数为1A,根据变压器变流公式,高压线路输送的电流为100A,选项C错误;高压线路输送的电功率为P=UI=220kV×100A=22000kW,选项D错误.学习任务三

学习任务三D

学习任务三

学习任务三2.电压互感器和电流互感器学习任务三

电压互感器电流互感器示意图原线圈的连接并联在高压电路中串联在交流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表作用将高电压变为低电压将大电流变为小电流利用的公式=I1n1=I2n2课后习题1.变压器为什么不能改变恒定电流的电压？2.有些机床（图3.3-6）为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1440匝，副线圈是多少匝？在某次实际工作时输入电压只有220V，则输出电压是多少？课后习题课后习题3.当变压器的一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其他线圈的匝数：把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交变电流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝，把原线圈接到220V的交流电路中，测得副线圈的电压是55V，求原线圈的匝数。课后习题4.变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？课后习题5.图3