【物理】5.4 变压器 课件2(人教版选修3-2)
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三、理想变压器的变压规律
I1 I2 n2 U2
原、副线圈中产生的感应电动 势分别是:
U1 n1
E1=n1 ΔΦ Δt
由此可得:
E2=n2 ΔΦ Δt
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
E1 n1 E2 = n2
原线圈回路有:
U1 n1 U2 = n2
升压变压器:n2 >n1 U2>U1 降压变压器:n2 <n1 U2 <U1
随堂练习
1.理想变压器的原线圈和副线圈数之比为2:1, 如果将原线圈接在6V的电池组上,稳定后副线圈 电压是: A. 12V B. 3V
C. 0V
D. 无法判断
(c )
2.一理想变压器,原高温烘箱线圈匝数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 180 =______。 3A 解:
问题:原副线圈的的电 流间可能满足何规律?
所以
I1 U2 n2 I2 = U1 = n1
变压器工作时,高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细 的导线绕制;低压线圈匝数少而通过的电流大,应当用较粗 的导线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。
输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系
I1 I2 n2 U2 R
一、变压器的构造 1.示意图
原线圈
∽ U1 副线圈
实物、实验
2.电路图中符号
铁芯与线圈 互相绝缘
n1
n2
U2 ∽
n1
n2
铁芯
3.构造:
(1)闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而成)
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 (2)原线圈(初级线圈):其匝数用n1表示 通,那么在给原线圈接 交变电压U1后,,副线 (3)副线圈(次级线圈):其匝数用n2表示 圈电压U 是怎样产生的? 2
U1− E1=I1r1≈ 0
副线圈回路有:
则
U1=E1 U2=E2
E2=U2 +I2r2 ≈U2
所以:
则
U1 n1 U2 = n2
四、理想变压器的变流规律 1.理想变压器输出功率应等于输 入功率 即: I1U1=I2U2 2.理想变压器原副线圈的电流跟 它们的匝数成反比 I1 n2 I2 = n1
(4)输入电压:U1; 输出电压:U2.
二、变压器的工作原理
互感现象
原线圈 ∽ U1
副线圈
n1
n2
U2
∽
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。
铁芯
互感现象:在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感 应现象。(书本P222) 闭合铁芯实现了埋刮板输送机电能---磁场能---电能的转换, 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁芯, 使能量在转换过程中损失很小,为了便于研究,物理学中引 入了一种理想化模型------理想变压器。即略去原、副线圈中 的电阻和各种电磁能损失的变压器。下面我们定量分析理想 变压器的变压规律。
U1 n1
n2 n1 U2 R
I2U2
电源
U1
U2
I2
P出
P入
I1
*输入电压U1和变压比n1:n2决定输出电压的大小 *输出电压和用电器电阻决定输出电流I2的大小
பைடு நூலகம்
*输出电流和变压比决定输入电流I1的大小
*输出功率决定输入功率的大小 (相同)
五、几种常用变压器
问题:有没有只用一组线圈 来实现变压的变压器?
人教版选修3-2
第五章 交变电流
第四节 变压器
大型发电机发出的交流电压达几万伏,远距离输 电却需要高达几十万伏的电压,各种用电设备所需电 压又各不相同,电灯、电饭堡、洗衣机等家用电器需 要220伏电压,机床上照明灯需要36伏电压,一般半 导体收音机电源电压不超过10伏,而电视机显像管却 需要10000V以上电压。交流便于改变电压,以适应 各种不同的需要。变压器就是改变交流电压的设备。 本节课我们学习有关变压器的知识。
U1 n1 U2= n2 P2 I 2= U 2
220
= 1100 n2 36
n2=180
n2 P 180×11×60 I2= n2 U2 = I 所以: 1 = n1 n1 2 1100×36 =3A
1.自耦变压器
U1
n1
n2
U2
降压变压器
P
U1
n1
n2
U2
U1
A B
U2
升压变压器
观看实物:调压变压器
2.互感器
V
A
电压互感器
电流互感器
小结:
1.变压器的结构和工作原理
2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律 3.理想变压器的变压和变流规律
U1 n1 U2 = n2 I1 n2 I2 = n1
由P入=P出得出