高中物理 變壓器PPT課件

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1、用電器用電器額定工作電壓額定工作電壓用電器用電器額定工作電壓額定工作電壓隨身聽(tīng)隨身聽(tīng)3V機(jī)床上的照明燈機(jī)床上的照明燈36V掃描儀掃描儀12V防身器防身器3000V手機(jī)充電器手機(jī)充電器4.2V 4.4V 5.3V黑白電視機(jī)顯像管黑白電視機(jī)顯像管12萬(wàn)伏萬(wàn)伏錄音機(jī)錄音機(jī)6V 9V 12V彩色電視機(jī)顯像管彩色電視機(jī)顯像管34萬(wàn)伏萬(wàn)伏 在在需改變電壓，以適應(yīng)各種不同電壓的需要。需改變電壓，以適應(yīng)各種不同電壓的需要。變壓器變壓器變壓器變壓器就是就是改變改變交流交流電壓電壓的設(shè)備的設(shè)備第1頁(yè)/共32頁(yè)在輸電過(guò)程中，電壓必須進(jìn)行調(diào)整。在輸電過(guò)程中，電壓必須進(jìn)行調(diào)整。第2頁(yè)/共32頁(yè)城鄉(xiāng)變壓器城鄉(xiāng)變壓器各式變

2、壓器各式變壓器可拆式變壓器可拆式變壓器變電站的大型變壓器變電站的大型變壓器第3頁(yè)/共32頁(yè)觀察變壓器結(jié)構(gòu)第4頁(yè)/共32頁(yè)2.2.示意圖示意圖鐵芯鐵芯原線圈原線圈副線圈副線圈3.3.電路圖中符號(hào)電路圖中符號(hào)鐵芯與線圈互相絕緣鐵芯與線圈互相絕緣n1n21.1.構(gòu)造：構(gòu)造：（1 1）閉合鐵芯）閉合鐵芯 （2 2）原線圈）原線圈( (初級(jí)線圈初級(jí)線圈) )（3 3）副線圈）副線圈( (次級(jí)線圈次級(jí)線圈) )第5頁(yè)/共32頁(yè) 把兩個(gè)沒(méi)有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯把兩個(gè)沒(méi)有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯上，一個(gè)線圈上，一個(gè)線圈連到交流電源連到交流電源的兩端，另一個(gè)線圈連到小的兩端，另一個(gè)線圈連到小

3、燈泡上。小燈泡可能發(fā)光嗎？說(shuō)出你的道理。燈泡上。小燈泡可能發(fā)光嗎？說(shuō)出你的道理。第6頁(yè)/共32頁(yè) 變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了： 電能電能 磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能 電能電能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化(U1、I1) (變化的磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)) ( U2、I2)思考思考: :若給原線圈接直流電壓若給原線圈接直流電壓U1,副線圈電壓副線圈電壓U2?=0第7頁(yè)/共32頁(yè) 故變壓器只有工作在交流電路中。（原線圈接的電流、電壓要變，才會(huì)有互感現(xiàn)象，變壓器才可以起到變壓作用。） 因?yàn)樵本€圈共用一個(gè)閉合鐵芯，所 以原副線圈中的磁通量，磁通量的變 化量 、磁通量的變化率都相同。第8頁(yè)/共3

4、2頁(yè)無(wú)磁損無(wú)磁損無(wú)銅損無(wú)銅損無(wú)鐵損無(wú)鐵損理想變壓器的特點(diǎn)：沒(méi)有能量損失的變壓器沒(méi)有能量損失的變壓器 實(shí)際上變壓器的效率都是比較高的，特別是電力設(shè)實(shí)際上變壓器的效率都是比較高的，特別是電力設(shè)備中的巨大變壓器，在滿負(fù)荷工作時(shí)效率可以達(dá)到備中的巨大變壓器，在滿負(fù)荷工作時(shí)效率可以達(dá)到97%97%99%99%，所以理論研究時(shí)我們把它當(dāng)成，所以理論研究時(shí)我們把它當(dāng)成100%100%（理想（理想變壓器）是沒(méi)有問(wèn)題的。變壓器）是沒(méi)有問(wèn)題的。 理想變壓器也是一個(gè)理想化模型。第9頁(yè)/共32頁(yè) 請(qǐng)根據(jù)互感原理推導(dǎo)變壓器原、副線請(qǐng)根據(jù)互感原理推導(dǎo)變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。理論推導(dǎo)第10

5、頁(yè)/共32頁(yè)I1I2n1n2U1U2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：原、副線圈中產(chǎn)生的得：原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：E E1 1=n=n1 1/ / t tE E2 2=n=n2 2/ / t t若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有 U U1 1=E=E1 1 U U2 2=E=E2 2 2121nnUU2121nnEE第11頁(yè)/共32頁(yè)1、n2 n1 U2U1升壓升壓變壓器變壓器2、n2 n1 U2 U1降壓降壓變壓器變壓器注：此公式無(wú)論副線圈一端是空載還注：此公式無(wú)論副線圈一端是空載還是有負(fù)載，都是適用的。是有負(fù)載，都是適用的。212

6、1nnUU 理想變壓器原副線圈的理想變壓器原副線圈的電壓電壓跟它們跟它們的的匝數(shù)匝數(shù)成成正比正比第12頁(yè)/共32頁(yè)理想變壓器輸入功率等于輸出功率理想變壓器輸入功率等于輸出功率即即: : 121221nnUUII理想變壓器原副線圈的理想變壓器原副線圈的電流電流跟它們跟它們的的匝數(shù)匝數(shù)成成反比反比第13頁(yè)/共32頁(yè)功率關(guān)系功率關(guān)系理想變壓器不計(jì)銅損、鐵損及漏磁，所以輸理想變壓器不計(jì)銅損、鐵損及漏磁，所以輸入功率等于輸出功率當(dāng)副線圈為斷路時(shí)，入功率等于輸出功率當(dāng)副線圈為斷路時(shí)，原線圈輸入功率為零對(duì)有多個(gè)副線圈輸出原線圈輸入功率為零對(duì)有多個(gè)副線圈輸出時(shí)，輸入功率等于副線圈上輸出功率之和時(shí)，輸入功率等于

7、副線圈上輸出功率之和頻率關(guān)系頻率關(guān)系變壓器不能改變交變電流的頻率變壓器不能改變交變電流的頻率在原線圈中接上周期性變化的電流在副線圈在原線圈中接上周期性變化的電流在副線圈中激發(fā)出同頻率的交流電中激發(fā)出同頻率的交流電第14頁(yè)/共32頁(yè)變壓器工作時(shí)的制約關(guān)系變壓器工作時(shí)的制約關(guān)系1電壓制約電壓制約當(dāng)變壓器原、副線圈的當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比匝數(shù)比(n1/n2)一定時(shí)，一定時(shí)，輸出電壓輸出電壓U2由輸入電壓由輸入電壓U1決定，決定，即即U2n2U1/n1.2電流制約電流制約當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定，一定，且輸入電壓且輸入電壓U1確定時(shí)，確定時(shí)，原線圈中的

8、電流原線圈中的電流I1由由副線圈中的輸出電流副線圈中的輸出電流I2決定，即決定，即I1n2I2/n1.第15頁(yè)/共32頁(yè)3負(fù)載制約負(fù)載制約(1)變壓器副線圈中的功率變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，由用戶負(fù)載決定，P2P負(fù)負(fù)1P負(fù)負(fù)2；(2)變壓器副線圈中的電流變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓由用戶負(fù)載及電壓U2確定，確定，I2P2/U2；(3)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“量出為入量出為入”，即用戶消耗多少，原線圈就提供，即用戶消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率，多少，因而輸出功率決定輸入功率，P1P2；即即

9、變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的第16頁(yè)/共32頁(yè)4對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是RI2P2P1I1.(2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2U2I2P2P1I1.特別提醒：理想變壓器的副線圈可看做給用戶供特別提醒：理想變壓

10、器的副線圈可看做給用戶供電的無(wú)阻電源，對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，可電的無(wú)阻電源，對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，可以參照直流電路動(dòng)態(tài)分析的方法以參照直流電路動(dòng)態(tài)分析的方法第17頁(yè)/共32頁(yè)即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1對(duì)理想變壓器，下列說(shuō)法中正確的是對(duì)理想變壓器，下列說(shuō)法中正確的是()A原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大大而增大B原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大而增大而增大C原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而變化變化D當(dāng)副線

11、圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零AB第18頁(yè)/共32頁(yè)課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練對(duì)變壓器原理的理解對(duì)變壓器原理的理解圖圖543BC第19頁(yè)/共32頁(yè)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1如圖如圖544所示，在鐵芯上、下分所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)別繞有匝數(shù)n1800和和n2200的兩個(gè)線圈，上線的兩個(gè)線圈，上線圈兩端與圈兩端與u51sin 314t V的交流電源相連，將下的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是能是()A2.0 VB9.0 VC12.7 V D144.0 V圖544A解析解析： 選選 A

12、.由由U1n1U2n2得得 U2n2U1n1， 其中其中 U1512V，得得 U2514 2V9.0 V， 因此題中兩線圈并非處于理因此題中兩線圈并非處于理想狀態(tài)想狀態(tài)，會(huì)出現(xiàn)漏磁會(huì)出現(xiàn)漏磁，所以交流電壓表的讀數(shù)小所以交流電壓表的讀數(shù)小于于9.0 V，故選項(xiàng)，故選項(xiàng) A 正確正確第20頁(yè)/共32頁(yè) 如圖如圖545所示，一臺(tái)有兩個(gè)副線圈的變壓器，所示，一臺(tái)有兩個(gè)副線圈的變壓器，原線圈匝數(shù)原線圈匝數(shù)n11100 匝接入電壓匝接入電壓U1220 V的電路的電路中中(1)要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓U26 V，U3110 V，它們的匝數(shù)，它們的匝數(shù)n2，n3分別為多少？

13、分別為多少？(2)若在兩副線圈上分別接上若在兩副線圈上分別接上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的兩個(gè)用電器，原線圈的輸入電流為多少？的兩個(gè)用電器，原線圈的輸入電流為多少？變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用圖圖545【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】解題時(shí)應(yīng)特別把握以下兩點(diǎn)：解題時(shí)應(yīng)特別把握以下兩點(diǎn)：(1)原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系(2)根據(jù)原、副線圈的功率關(guān)系確定電流關(guān)系根據(jù)原、副線圈的功率關(guān)系確定電流關(guān)系第21頁(yè)/共32頁(yè)【答案】【答案】(1)30 匝匝550匝匝(2)0.36 A第22頁(yè)/共32頁(yè)【規(guī)律總結(jié)】對(duì)于理想變壓器來(lái)說(shuō)，【規(guī)律總結(jié)】對(duì)于理想變壓

14、器來(lái)說(shuō)，變壓公式和輸入功率等于輸出功率是變壓公式和輸入功率等于輸出功率是普通適用的規(guī)律，但對(duì)于有幾個(gè)副線普通適用的規(guī)律，但對(duì)于有幾個(gè)副線圈的理想變壓器，電流公式就不能使圈的理想變壓器，電流公式就不能使用了用了第23頁(yè)/共32頁(yè)圖圖546C第24頁(yè)/共32頁(yè)第25頁(yè)/共32頁(yè)變壓器的動(dòng)態(tài)分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析 為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電電路中分別接了理想交流電壓表壓表V1、V

15、2和理想交流電流表和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖如圖547所示當(dāng)開(kāi)關(guān)所示當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后閉合后()圖圖547AA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變BA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大CV2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大DV2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變AD第26頁(yè)/共32頁(yè)【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】處理這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是要分清變處理這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是要分清變量與不變量，弄清理想變壓器中各量間的聯(lián)系和量與不變量，弄清理想變壓器中各量間的聯(lián)系和制約關(guān)系，在理想變壓器中，制約關(guān)系，在理想變壓器中，U2由由U1和匝數(shù)比和匝數(shù)比決定；決定；I2由由U2和負(fù)載電阻決定

16、和負(fù)載電阻決定I1由由I2和匝數(shù)比和匝數(shù)比決定決定第27頁(yè)/共32頁(yè)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3(2011年嘉興高二檢測(cè)年嘉興高二檢測(cè))如圖如圖548所所示有一理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦交示有一理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦交流電源上，副線圈電路中接入電阻流電源上，副線圈電路中接入電阻R1和光敏電阻和光敏電阻R2,各交流電表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì)，當(dāng)有光照射各交流電表的內(nèi)阻對(duì)電路的影響不計(jì)，當(dāng)有光照射電阻電阻R2時(shí)，各電表的示數(shù)變化情況是時(shí)，各電表的示數(shù)變化情況是()A電流表電流表A1示數(shù)變大示數(shù)變大 B電流表電流表A2示數(shù)變小示數(shù)變小C電壓表電壓表V1示數(shù)變小示數(shù)變小 D電壓表電壓表V

17、1示數(shù)變大示數(shù)變大圖548A第28頁(yè)/共32頁(yè)思考：交流電壓表有一定的量度范圍，它思考：交流電壓表有一定的量度范圍，它的絕緣能力也有限，不能直接測(cè)量過(guò)高的的絕緣能力也有限，不能直接測(cè)量過(guò)高的電壓。如何測(cè)量高壓線上的交流電壓？電壓。如何測(cè)量高壓線上的交流電壓？第29頁(yè)/共32頁(yè)2.2.互感器互感器 A電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器V 使用時(shí)把原線圈與使用時(shí)把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)數(shù)多于副線圈匝數(shù) 使用時(shí)把原線圈使用時(shí)把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)第30頁(yè)/共32頁(yè)第31頁(yè)/共32頁(yè)感謝您的觀看！第32頁(yè)/共32頁(yè)