物理选修3-2人教版 5.4变压器 (共28张PPT)(优质版)

A
~
S
V R1 R2
思考：变压器输入输 出电压、电流、功率 大小之间的因果关系 是怎样的？
课堂练习
4、理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=4:1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀 速直线运动切割磁感线时,图中电流表A1的
示数12mA,则电流表A2的示数为( B ) A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R的值有关
三、理想变压器的变压规律： I1
I2
原、副线圈中产生的感应 U1 n1
n2 U2
电动势分别是：
E1=n1/ t E2=n2/ t E1/n1= E2/n2
若不考虑原副线圈的内阻，
则 U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
实验和理论分析都表明：理想变压 器原副线圈的电压跟它们的匝数成 正比
3.电路图中符号
n1
n2
铁芯与线圈互相绝缘
n1
n2
∽ U1
∽ n1 n2 U2
铁芯与线圈互相绝缘
问题：（1）变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
（2）原线圈接交流电后，副线圈所接灯泡会 亮吗？为什么？
（3）若给原线圈接直流电压，副线圈的灯 泡还会亮吗 ？为什么？
二、变压器的工作原理 ——互感现象
～
解析 发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结 构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的a侧有两个形 状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线 和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联 起来，220V交变电流在MNO、GRK与发电厂之间流过； 铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈（图中 未画出）并联，室内电路正常工作时，b线圈没有电流， J保持导通状态，当漏电时，b线圈便会产生感应电流， 推动电磁继电器J切断用电器的电路，从而防止事故的 发生．
C．当线圈2输入电压为110V时，
线圈1输出电压为220V D．当线圈2输入电压为110V时，
BD
线圈1输出电压为110V
解析：当线圈1接220V的交流电压时，设穿过线 圈1的磁通量为Ф，根据题意则穿过线圈2的磁通量 为Ф／2.设线圈1、2的匝数分别为2n、n，则： 220＝2n·ΔФ／Δt U2＝n·ΔФ／Δt×1／2 两式相比得U2＝55V
5.I1由I2和匝数比决定
I1
I2
I1＝n2/n1·I2
n1 U1
n2U2 R
你能直接看出哪是高压线圈?
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。
U1I1=U2I2
小结：
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
物理选修3-2 第五章
第4节《变压器》
变电站的大型变压器
城乡变压器
各式变压器
可拆式变压器
复习提问
1、产生感应电动势条件是什么？ 2、法拉第电磁感应定律内容 3、什么是互感现象？
一、变压器的构造
铁芯
1.构造：
（1）闭合铁芯（绝缘硅钢
片叠合而成）
（2）原线圈(初级线圈)
原线圈
副线圈
2.示意图
（3）副线圈(次级线圈)
如果理想变压器有多个副线圈，则：
I1 U 1 ＝ I2 U 2 ＋ I3 U 3---- ----I（ 1n4 1） I2n2I3n3
五、几种常用的变压器
1、自耦变压器 特点：只有一个线圈，可升压，也可降压
2、调压变压器 特点：属于自耦变压器，但电压可连续调节
3、互感器 分类：电压互感器和电流互感器
～
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)
铁芯起到了能量转换的作用。
理想变压器模型

——没有能量损失的变压器
无铜损
理想变压器 的特点：
无铁损
理想变压器也是物理
学中一个理想化模型
无磁损(漏磁)
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。
当线圈2接110V的交流电压时，设穿过线圈2的 磁通量为Ф’，根据题意则穿过线圈1的磁通量为 Ф’／2. 110＝n·ΔФ’／Δt U1’＝2n·ΔФ’／Δt×1／2 两式相比得U1’＝110V
课堂练习
9.为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一般 都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原 理简图．问： （1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因是 什么？ （2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线圈为 什么会产生感应电流？
。2. 一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多，奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！4. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人，我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程，我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步，因为没有谁会像你一样清楚 和在乎自己的梦想。9. 时间不在于你拥有多少，只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折，一些困 难，那韩智华就是我们的榜样，永不认输，因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空，瞧，成功就在挫折背后向我们招手，成功就是在努力的路上，“成功就在努力的路上”！让我们记住这句话，向美好的明天走去。13. 销售世界上 第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天，以至于忘记自己从哪里来，要到哪里去。生命不是一场速度赛跑，她不是以数量 而是以质量来计算，知道你停止努力的那一刻，什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败，但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。 17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打，真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。 21. 多对自己说“我能行，我一定可以”，只有这样才不会被“不可能”束缚，才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知，一切被安排好反而无味——坚信朝着目标，一步一步地奋斗，就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人， 未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。25. 无论什么思想，都不是靠它本身去征服人心，而是靠它的力量；不论靠思想的内容，而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗 兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗，这就是你要努力的理由。28. 有很多人都说：平平淡淡就福，没有努力去拼博，又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生，不要抱怨，不 要沮丧，笑一笑吧，一切都会过去的。30. 外在压力增加时，就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生，没有了怨言，也就不会有哀愁。一个人有了希望，就会对生活充满信心，只要你用美好的心灵看世界，总是以 乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨，今天刮了风，明天太阳就出来了。34. 是的，成功不在于结果，更重要的是过程，只要你努力过，拼搏过，也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过 程，至少，你不会为此而后悔。35. 每一天的努力，以后只有美好的未来。每一天的坚持，换来的是明天的辉煌。36. 青年最要紧的精神，是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟，无衔之马，飘荡奔逸，何所底乎？--王守仁39. 拿望远镜看别人，拿放大镜看自己。40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志，第二要有识，第三要有恒。— —曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里，去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来，我们是创造未来，加油，努力奋斗。44. 人生如画，一笔一足迹，一步一脚印，有的绚丽辉煌，有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后，你必 须拿你的力量和技能，自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。
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
课堂练习
1、一台理想变压器原线圈的匝 数为4400匝,与220V的电源相连, 当副线圈接入额定电压为36V的 灯泡时,能够正常发光.则变压器副
n3
课堂练习
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）
L1
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些 C、将会烧坏 D、不能确定
n1
n2
L2 L3 L4
课堂练习
8、在绕制变压器时，某学生用到了“日”型铁芯并将
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、输入输出电压、电流、功率大小之间的
因果关系
1.输入功率P1由输出功率P2决定 P1＝P2
32..UU21由由U电1源和决匝定数比决 定
U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定 I2＝U2／R
两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上，当通以交变
电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个
线圈，另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n1:n2 ＝2：1.在不接负载的情况下，则（ ）
A．当线圈1输入电压为220V时，
线圈2输出电压为110V
B．当线圈1输入电压为220V时，
线圈2输出电压为55V
课堂练习
6、如图所示：理想变压器的交流输入电压 U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有 “6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在 两副线圈上均正常发光，求：
（1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3.
（2）原线圈的电流I1。
（1）n1＝1320 匝
n2 n1
n3 = 72匝
课堂练习
3、如图所示：理想变压器的原线
圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不
计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么 交流电压表的示数U、交流电流表的示数I 和
用电器上R1的功率PR1将分别（D ）
A. U 增大、I 增大、PR1 增大 B. U 不变、I 减小、PR1 增大
C. U 减小、I 减小、PR1 减小 D. U 不变、I 减小、PR1 不变
U 1 n1 U 2 n2
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器
2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
四、理想变压器的变流规律
理想变压器输入功率等于输出功率
P入= P出 即: U1I1=U2I2
理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
I1 U2 n2 I2 U1 n1
此公式只适用于一个副 线圈的变压器
线圈的匝数为( C )
A、36匝 B、72匝 C、720匝 D、1440匝
课堂练习
2、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=_1_8__0_，通过原线圈 的电流 I1 =__3_A___。
答案 （1）电流互感器a侧两线圈完全相同，流过两 线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁场相 互抵消，b侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产 生感应电流．
（2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电 厂，a侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流”在 铁芯中产生变化的“剩余磁通”，b侧线圈中磁通量 发生变化，线圈中产生感应电流．