人教版高中物理选修32课件：5.4变压器3

二、变压器的工作原理 ------互感现象
变压器通过闭合铁
芯，利用互感现象实
现了电能（U1、I1） ∽ U1
到磁场能（变化的磁
场）再到电能（ U2、 I2）转化。
原 线 圈
n1 n2
U2
∽
副
铁芯
线 圈
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。 若给原线圈接直流电压，U副线圈电压U2 ？
使用时把原线圈与 电路并联，原线圈匝 数多于副线圈匝数
A
电流互感器
使用时把原线圈与 电路串联，原线圈匝 数少于副线圈匝数
课堂收获
本节课学习中，我们学到了哪些 知识？使用了哪些思想方法？请同 学们总结归纳。
5.4 变压器 小结
一、变压器的构造 1．示意图 2．符号 二、变压器的工作原理： 1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器：
I1 U2 n2 I2 U1 n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
【例2】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————（ ） A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R 的值有关
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/162021/11/162021/11/1611/16/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/162021/11/16November 16, 2021
P入＝P出
三、理想变压器的变压、变流规律：
U 1 n1 U 2 n2
I1 n2 I 2 n1
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
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
• 例1、一台理想变压器的原、副线圈匝数比 为4∶1,若原线圈加上u=1414sin100πt （V） 的交流电，则用交流电压表测得副线圈两 端的电压是 ( ) A、250 V B、353.5 V C、499.8 V D、200 V
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/162021/11/162021/11/162021/11/16
观察变压器结构
联的“36V，60w”的灯泡供电时，180灯泡正常
发光。由此可知副线圈3 A的匝数n2=_____，通
过原线圈的电流
解：
I1
=______。
U1 U2
=
n1 n2
220 36
=
1100 n2
n2=180
I2=PU22
所以：I1
=
n2 n1
I2 =
n2 P2 n1 U2
=
180×11×60 1100×36
需改变电压，以适应各种不同电压的需要。
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
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
解析：变压器只能工作于交流电路， 不能工作在恒定电流和恒定电压的电 路，导体棒向左匀速切割磁感线时， 在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引 起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈 n2上无感应电动势出现，所以A2中无电
流通过。
课堂练习2、一理想变压器，其原线圈2200匝， 副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如 图所示。 （1）当原线圈接在44V直流电源电源上时，电
2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变 磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？
演示：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观 察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。
分析：若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁通量只有一小 部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯 被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大 增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是： 电能→磁能→电能。铁芯起到了能量转换的作用。
A
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
线圈的匝数为( C)
A、36匝 B、72匝 C、720匝 D、1440匝
五、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
随身听
3V
机床上的照明灯
36V
扫描仪
12V
防身器
3000V
手变机充压电器器4.就2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 4是.4V改5.3V变黑白交电视流机显电像管压的1~2设万伏备
录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 3~4万伏
在我们使用的各种用电器中，所需的电 源电压各不相同，而日常照明电路的电压是 220V，那么如何解决这一问题呢？
三、变压器的变压规律
思考：原、副线圈的电压与什么因素有 关系？请你根据所学过的知识进行猜想。
实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系
数据记录及处理
原线圈
电压U1
匝数n1
副线圈
匝数n2
电压U2
实验结论
误差允许范围内
U 1 n1 ～
～
U 2 n2
思考：
1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量 损耗呢？
变压器
高二物理组
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？
思考与讨论
把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯 上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小 灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。
生活中需要各种电压
用电器 额定工作电压 用电器 额定工作电压
压表示数为___0_____V,电流表示数为___0___A.
（2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压
表示数为___4_4____V，电流表示数为__0_.4__4__A, 此时输入功率为_1__9_.3__6_W.
练习3.一理想变压器，原线圈匝数n1=1100， 接在电压220V的交流电源上，当它对11只并
一、变压器的构造
铁芯
1.构造：
（1）闭合铁芯
（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)
3.电路图中符号
n1
n2
铁芯与线圈互相绝缘
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）变压器原副线圈不相通，那么在给 原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是 怎样产生的？
四、理想变压器模型
——没有能量损失的变压器
理想变压 器的特点：
无铜损 无铁损 理想变压器也是一个
理想化模型。
无磁损
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。
理论推导
请根据互感原理推导变压器原、副线 圈的电压与匝数的关系。
=3A
练习4、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
A 中 ， 若 灯 泡 L2、 L3 、 L4均 能 正常 发 光 ， 则 灯泡 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
L1
1
U1 n1 n2 L2
L3 L4
六、几种常用变压器 1.自耦变压器
问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器？
P
U1 A B
自耦变压器的 U2 原副线圈共用一
个线圈
U1 n1 n2 U2
降压变压器
U1 n1 n2 U2
升压变压器
思考：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。如何测量高压线上的交流电压？
2.互感器
V
电压互感器
～
～
三、理想变压器的变压规律
I1
I2
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是：
U1 n1
n2 U2
E1=n1/ t E2=n2/ t E1/n1= E2/n2
原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0 则U1=E1 副线圈回路有：E2=U2 +I2r2 ≈U2 则U2=E2
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2