高中物理之变压器知识点
变压器的基础知识
变压器的基础知识一.变压器:是一种静止的电机,它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。
换句话说,变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。
二.结构:铁心和绕组:变压器中最主要的部件,他们构成了变压器的器身。
铁心:构成了变压器的磁路,同时又是套装绕组的骨架。
铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。
铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。
铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。
硅钢片有热轧和冷轧两种,其厚度为0.35~0.5mm,两面涂以厚0.02~0.23mm的漆膜,使片与片之间绝缘。
绕组:绕组是变压器的电路部分,它由铜或铝绝缘导线绕制而成。
一次绕组(原绕组):输入电能二次绕组(副绕组):输出电能他们通常套装在同一个心柱上,一次和二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。
其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。
从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。
由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。
其他部件:除器身外,典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。
三.额定值额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。
额定值通常标注在变压器的铭牌上。
变压器的额定值主要有:1.额定容量S N额定容量是指额定运行时的视在功率。
以 VA 、kVA 或MVA 表示。
由于变压器的效率很高,通常一、二次侧的额定容量设计成相等。
2.额定电压U 1N 和U 2N正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。
二次侧的额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。
高考物理变压器知识点
高考物理变压器知识点(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中物理第十一章第2讲变压器
体。以下判断正确的是( )
A.电压表的示数等于5 V B.电压表的示数等于 V C.实现点火的条件是 =1 000 D.实现点火的条件是 <1 000 【解题探究】(1)在交流电路中,交流电压表测量的是交流电压的_______。 (2)变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系:_______
考点 1 理想变压器的工作原理和基本量的关系(三年12考) 深化理解 【考点解读】 工作原理
2.理想变压器及其原、副线圈基本量的关系
理想 变压器
①没有能量损失(铜损、铁损) ②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基本关系
功率关系
P入=P出
电压 关系
原、副线圈的电压比等于匝数比,与负载情况、副线圈个数的多少无关
P入=P出
降压
升压
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器。 电压互感器:把_______变成_______。 电流互感器:把_______变成_______。
高电压
低电压
大电流
小电流
(2)互感器
变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之增大。( )
【解析】选B。由于副线圈电压由原线圈决定,则不论负载如何变化,电压表的读数不变,始终为有效值100 V,B正确,C错误;交流电每个周期内氖泡发光两次,每秒发光100次,则氖泡发光频率为100 Hz,A错误;开关断开后,负载电阻增大、电流减小,则变压器的输出功率减小,D错误。
考点 2 理想变压器的动态分析 (三年7考) 解题技巧 【考点解读】 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 匝数比不变的情况(如图所示)
副线圈为最大匝数1 900匝时,输出电压最大
高中物理之理想变压器知识点
高中物理之理想变压器知识点一、理想变压器的基本规律原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数之比,即1. 只有一个副线圈时,即“一一对应”时,有;2. 有多个副线圈时:由P入=P出,得或原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即二、各个物理量的决定关系1、由,可知U1决定U2,即原线圈两端的电压决定副线圈两端的电压;2、由,可知I2决定I1,即副线圈中的电流决定原线圈中的电流;3、由P入=P出可知,P出决定P入,即副线圈中的功率决定原线圈中的功率,且功率按需分配.三、典型问题和方法1、理想变压器基本公式的应用例1、如图1所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器. 若已知甲的变压比为500:1,乙的变流比为200:1,并且已知加在电压表两端的电压为220V,通过电流表的电流为5A,则输电线的输送功率为()A.B.C.D.分析:理想变压器是利用互感的原理工作的,只能改变交变电流的电压和电流。
且遵循如下规律:电压与匝数成正比,即;当原、副线圈“一一对应”时,有解析:根据理想变压器的原、副线圈电压比可知,输电线上的电压. 再根据理想变压器的原、副线圈电流比可知,输电线上的电流. 由功率公式得. 故选项D正确。
2、多个副线圈的变压器问题例2、如图2所示,理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝,副线圈有两个线圈,匝数分别为n2=500匝,n3=200匝,并分别接一个阻值为R=55Ω的电阻,在原线圈1两端接U1=220V的交流电压时,求:(1)两副线圈输出的电功率之比= ;(2)原线圈中的电流I1= A.分析:对于两个以上的副线圈的理想变压器,电压与匝数成正比是成立的,而电流与匝数成反比的规律不成立. 但在任何情况下电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即P入=P出求解。
对于理想变压器,已知n1、n2、n3以及U1可由,分别求出U2和U3. 再根据,求出。
又依据欧姆定律可求出I2和I3,最后由,可求得I1。
高中物理变压器知识点
高中物理变压器知识点高中物理变压器知识点总结了解变压器的构造和原理,知道理想变压器原副线圈中电流、电压、功率的关系,会对变压器的动态变化进行分析,掌握电能输送的简单模型,了解远距离输电的原理并能进行相关计算高中物理变压器知识点整理1.变压器构造:变压器由原线圈、铁芯和副线圈组成。
2.变压器工作原理(1)在变压器原线圈上加交变电压U1,原线圈中就有交变电流通过,在闭合铁芯中产生交变的磁通量,这个交变磁通量穿过副线圈,在副线圈上产生感应电动势,感应电动势等于副线圈未接入电路时的电压U2;(2)因每匝线圈上的感应电动势是相等的,匝数越多的线圈,感应电动势越大,电压越高。
原线圈匝数为n1,原线圈匝数为n2,如果n2>n1,则U2>U1,这种变压器叫升压变压器;如果n2高中物理变压器知识点问题变压器输出端空载,变压器输入端有电流。
即使是理想变压器,输入端都有电流。
这时输入电压与初级线圈,形成一个回路,是纯电感电路。
有电流,建立磁场。
[形成磁场能]。
接着磁场能又会转化成电能,回输给电源,如是反复,初级线圈就总存在着电流。
就理想变压器来说,这过程是不消耗能量,但电流在输电线上来回震荡,在电线上是耗能的。
1,空载时,这初级线圈电流的大小,由线圈的感抗[X=2*3.14fL]与电压决定。
计算式I=U/X。
所以不一定小。
2,与家庭的火线的开关断了,有电压无电流,也不是一回事。
高中物理变压器知识点归纳1首先,电磁感应是变压器的工作原理.2变压器分为升压和降压.(直流电不能通过变压器升降压.因为直流电接在原线圈,使得变压器的磁通量未改变,副线圈就没有感应电流) 3变压器原副线圈的电压之比等于其匝数之比;电流之比与原副线圈匝数成反比;若仅一个副线圈,功率之比等于1比1;若有多个副线圈,则原线圈的功率与所有副线圈的功率之和的比为1比1.4还有一句话要记住,在分析含变压器的动态电路时,功率和电流要由输出决定输入,输出电压由原线圈电压决定.。
高三物理高频变压器知识点
高三物理高频变压器知识点一、什么是变压器?变压器是一种电气设备,用于改变交流电的电压和电流大小,通过电感耦合实现的。
它由两个或更多个线圈组成,其中一个叫做原线圈(也称为初级线圈),另一个叫做副线圈(也称为次级线圈)。
变压器基本上是由铁芯和线圈构成的。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当通过原线圈的电流变化时,所产生的磁场会传导到副线圈中,从而诱导出电动势,产生电流。
根据电磁感应定律,变压器中的电动势与线圈的匝数比例成正比,即E1 / E2 = N1 / N2其中,E1和E2分别表示原线圈和副线圈的电动势,N1和N2表示两个线圈的匝数。
三、变压器的类型1. 按照用途分类- 电力变压器:用于电力系统中的电压升降。
- 仪表变压器:用于测量和控制电路中的电压。
- 自耦变压器:通过一个线圈上的自感和互感实现电压的变换。
2. 按照结构分类- 箱式变压器:将铁芯和线圈放置在一个密封的箱子中,常用于室外场合。
- 瓦式变压器:将铁芯和线圈放置在瓦式铁心中,常用于室内场合。
四、变压器的性质及特点1. 变压器的效率:变压器的效率指的是副线圈的输出功率与原线圈的输入功率之比。
理想变压器的效率接近100%,但实际变压器存在一些损耗,如电阻损耗和磁化损耗,会降低变压器的效率。
2. 变压器的变比:变压器的变比表示原线圈和副线圈的匝数比例,例如一个变比为2:1的变压器,原线圈的匝数是副线圈匝数的两倍。
3. 变压器的标称功率:变压器的标称功率是指变压器在一定条件下能够正常工作的最大功率。
标称功率是变压器选型和使用的重要参考指标。
4. 变压器的绝缘等级:绝缘等级是指变压器的绝缘材料能够承受的最高电压。
绝缘等级决定了变压器的安全性和可靠性。
五、高频变压器的应用高频变压器主要应用于电子设备和通信系统中。
由于高频信号具有较高的频率和较小的波长,所以高频变压器要求具备较高的工作频率和较低的能量损耗。
高频变压器常用于无线通信设备、计算机、医疗设备等领域。
高三物理变压器知识点
高三物理变压器知识点变压器是一种能够改变交流电压大小的电器装置。
在物理学中,变压器是一个重要的电磁感应现象的应用,广泛应用于电力系统中。
下面将介绍高三物理中与变压器相关的重要知识点。
一、变压器的基本原理变压器利用电磁感应的原理,通过电流在两个线圈之间产生磁场,从而实现电压的转换。
变压器主要由两个线圈(即主线圈与副线圈)以及铁芯组成。
主线圈的输入电压称为输入电压,副线圈的输出电压称为输出电压。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于两个重要的定律,即法拉第电磁感应定律和楞次定律。
当输入电流通过主线圈时,产生一定的磁通量。
此时,根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化会引起副线圈中的感应电动势。
根据楞次定律,为了使电流保持稳定,副线圈中会产生一个与主线圈相反的电流,从而实现电压的转换。
三、变压器的转换关系变压器通过改变主线圈与副线圈的匝数比例来实现电压的转换。
根据转换关系,当主线圈的匝数大于副线圈的匝数时,输出电压会变大;反之,当主线圈的匝数小于副线圈的匝数时,输出电压会变小。
转换关系可以用下面的公式表示:输出电压/输入电压 = 副线圈匝数/主线圈匝数 = 电压变比四、变压器的效率和损耗在实际应用中,变压器会存在一定的损耗,包括铜损和铁损。
铜损是由于主副线圈的电阻造成的,通过减小电阻和电流可以降低铜损。
铁损是由于铁芯的磁滞和涡流效应造成的,通过选择优质的铁芯材料和合理设计变压器的结构可以降低铁损。
变压器的效率可以通过以下公式计算:效率 = 输出功率/输入功率 * 100%五、变压器的应用变压器在电力系统中有着广泛的应用。
在输电过程中,变压器用于提高电压来减少输电时的功率损耗。
在家庭和工业用电中,变压器用于将输电线路中的高压电转换成适合家用电器和工业设备使用的低压电。
以上就是高三物理中关于变压器的重要知识点的介绍。
通过理解变压器的基本原理、工作原理、转换关系以及效率和损耗,我们可以更好地理解变压器在电力系统中的应用,并能够解决与变压器相关的问题。
高中物理变压器知识点
高中物理变压器知识点
1. 变压器的基本构造:变压器主要由两个线圈组成,一个是输入线圈(初级线圈),另一个是输出线圈(次级线圈)。
两个线圈之间通过磁铁或铁芯进行磁耦合。
2. 变压器的原理:根据法拉第电磁感应定律,变压器通过交变电流在初级线圈中产生磁场,这个磁场会穿过次级线圈并在其中产生感应电动势,从而使电压在次级线圈中产生改变。
3. 变压器的工作原理:变压器通过改变输入线圈和输出线圈的匝数比来实现电压的升降。
当输入线圈的匝数大于输出线圈的匝数时,输出线圈的电压就会降低;反之,当输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数时,输出线圈的电压就会升高。
4. 变压器的电压关系:根据电压守恒定律,变压器的输入功率等于输出功率。
因此,电流的大小和电压的比例是有关系的,即输入电压和输出电压的比例等于输入电流和输出电流的比例。
5. 变压器的效率:变压器的效率是指输出功率与输入功率之比,通常用η来表示。
理想情况下,变压器的效率接近于100%,
但实际变压器由于存在一些能量损耗,效率会略低于100%。
6. 变压器的类型:常见的变压器有两种类型,即升压变压器和降压变压器。
升压变压器用于将输入电压升高,降压变压器则用于将输入电压降低。
7. 变压器的应用:变压器广泛应用于电力系统中,用于在输电
过程中升降电压。
此外,变压器还用于电子设备、电炉、充电器等。
以上是关于高中物理变压器的一些基本知识点,希望对你有所帮助。
高中变压器知识点总结归纳
高中变压器知识点总结归纳一、变压器的基本原理1. 变压器的基本原理是利用电磁感应的原理,通过交变电流在原线圈中产生交变磁通量,从而诱导出另一线圈中的感应电动势。
这种原理使得变压器能够改变交流电的电压大小。
2. 变压器的工作原理是利用两个线圈通过磁感应耦合,在输入端施加交流电压时,原线圈中产生交变磁场,从而诱导出另一线圈中的感应电动势,使得输出端产生相应的交流电压。
3. 变压器的主要作用是改变交流电的电压大小,可以实现升压、降压或绝缘隔离等功能。
因此,变压器被广泛应用于工业、家用、电力系统等领域。
二、变压器的结构和工作原理1. 变压器的结构一般包括铁芯、原线圈和次线圈三部分。
铁芯用于增加磁通量,从而提高磁感应强度;原线圈用于输入电压,次线圈用于输出电压。
2. 变压器的工作原理是利用交变电流在原线圈中产生交变磁通量,从而诱导出另一线圈中的感应电动势,使得输出端产生相应的交流电压。
这样就实现了电压的变换和传递。
3. 变压器的工作原理是基于电磁感应定律和能量守恒定律的基础上,通过电磁感应耦合的原理将输入电能传递到输出端,实现了电压的升降变换。
三、变压器的类型和应用1. 按用途分类,变压器可以分为电力变压器和工业变压器。
电力变压器用于电力系统中的升压、降压和分接等功能,而工业变压器用于电动机驱动、焊接、充电等工业领域。
2. 按结构分类,变压器可以分为壳型变压器和干式变压器。
壳型变压器是常见的箱体结构,内部填充着绝缘油,适用于户外安装;而干式变压器则不需要填充绝缘油,适用于室内安装。
3. 在实际应用中,变压器被广泛应用于工业、家用、电力系统等领域,用于升压、降压、绝缘隔离等功能。
其主要作用是实现了电能的传递和变换,保障了电力系统的正常运行。
四、变压器的参数和性能1. 变压器的参数包括额定功率、额定电压、额定电流、变比、短路阻抗等。
这些参数是变压器设计和选型的重要参考依据,也是变压器性能的关键指标。
2. 变压器的性能表现为效率、损耗、稳定性等方面。
高中物理 选修3-2 变压器 知识点及方法总结 题型分类总结 变压器电路分析
高中物理选修3-2变压器1、理想变压器(1)构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
①原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。
②副线圈:与负极连接的线圈,也叫次级线圈。
③闭合铁芯(2)原理:电流磁效应、电磁感应(3)基本公式①功率关系:P入=P出无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率纸盒②电压关系:U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。
有多个副线圈时,U1n1=U2n2=U3n3③电流关系:只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样(4)几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图是自耦变压器的示意图。
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分,就可以降低电压;如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈,就可以升高电压。
调压变压器:就是一种自耦便要,它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB之间加上输入电压U1。
移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。
②互感器{电压互感器:用来把高电压变成低电压电流互感器:用来把大电流变成低电流交流电压表和电流表都有一定的量度范围,不能直接测量高电压和大电流。
用变压器把高电压变成低电压,或者把大电流变成小电流,这个问题就可以解决了。
这种变压器叫做互感器。
a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压,它的原线圈并联在高电压电路中,副线圈接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比(U1U2),可以算出高压电路中的电压。
(完整版)高中物理之变压器知识点
高中物理之变压器知识点理想变压器是高中物理中的一个理想模型,它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。
实际生活中,利用各种各样的变压器,可以方便的把电能输送到较远的地区,实现能量的优化配置。
在电能输送过程中,为了达到可靠、保质、经济的目的,变压器起到了重要的作用。
变压器理想变压器的构造、作用、原理及特征构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。
作用:在输送电能的过程中改变电压。
原理:其工作原理是利用了电磁感应现象。
特征:正因为是利用电磁感应现象来工作的,所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。
理想变压器的理想化条件及其规律在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有:忽略原、副线圈内阻,有U1=E1,U2=E2另外,考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等,于是又有,由此便可得理想变压器的电压变化规律为。
在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”),有P1=P2 而P1=I1U1,P2=I2U2,于是又得理想变压器的电流变化规律为由此可见:(1)理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别。
)(2)理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。
规律小结(1)熟记两个基本公式即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。
②P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
(2)原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等(3)原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样(4)公式中,原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值(5)需要特别引起注意的是:①只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有:②变压器的输入功率由输出功率决定,往往用到:即在输入电压确定以后,输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比,与原线圈匝数的平方成反比,与副线圈电路的电阻值成反比。
高中物理之变压器知识点8页
高中物理之变压器知识点8页1. 变压器的定义变压器是一种将交流电能从一个电路传递到另一个电路的装置,它主要由铁芯、一组线圈和外壳组成。
2. 变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应原理,当通入一定频率的交流电时,会在铁芯上产生一定大小的交变磁场。
磁场通过铁芯作用于另一个线圈中,产生感应电动势。
通过变换线圈的匝数比,可以实现将电压升高或降低的功效。
3. 变压器的结构和组成变压器主要由铁芯、一组或多组绕组和外壳组成。
铁芯是变压器的核心部分,它由铁片或硅钢片堆叠而成,具有高导磁性和低导电性的特点。
绕组是由导线固定在铁芯上,包括主绕组和辅助绕组,它们的匝数比决定了输出电压的大小。
外壳主要是为了保护变压器,并且通常使用非导电材料制成。
4. 变压器中电磁感应原理的运用变压器广泛用于电压升降、电能传输和隔离等领域。
常见的应用包括:(1)电力系统中的变压器,用于电能传输和降压/升压;(2)变频器中的变压器,用于调节交变电源的电压和频率;(3)音响系统中的变压器,用于隔离信号源和放大器;(4)电气焊接机中的变压器,用于产生高电压和高电流;6. 变压器的性能指标和参数变压器的性能指标和参数包括输入电压、输出电压、变比、效率、功率、绝缘电阻等。
其中,变比是变压器的重要参数之一,它是输入电压和输出电压之比。
7. 变压器的故障和维修常见的变压器故障包括短路、电气绝缘损坏、绕组断路等。
一旦出现故障,需要及时进行维修,通常需要检修铁芯、绕组、绝缘材料等。
在维修前需要对变压器进行安全检查,并采取相应措施,避免造成安全事故。
8. 变压器的安装和使用注意事项(1)根据变压器的规格和参数,选择正确的电源和负载;(2)变压器应放置平稳,严禁震动、晃动;(3)在使用变压器前,应先检查线路和绕组是否正常,确保安全;(4)变压器的周围应通风良好,并防止进入灰尘、潮湿等物质;(5)变压器在长期运行中应定期检查、维护和润滑,保持其正常运转。
高中物理:变压器的构造和原理
高中物理:变压器的构造和原理【知识点的认识】理想变压器1.构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈.(2)副线圈:与负级连接的线圈,也叫次级线圈.2.原理:电流磁效应、电磁感应.3.基本关系式(1)功率关系:P入=P出.(2)电压关系:有多个副线圈时,=.(3)电流关系:只有一个副线圈时.由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+U n I n.4.几种常用的变压器(1)自耦变压器﹣﹣调压变压器(2)互感器①电压互感器:用来把高电压变成低电压②电流互感器:用来把大电流变成低电流【命题方向】(1)第一类常考题型:理想变压器的规律如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=2:1,V和A均为理想电表,灯光电阻R L=6Ω,AB端电压u1=12sin100πt(V).下列说法正确的是()A.电流频率为100HzB.V的读数为24VC.A的读数为0.5AD.变压器输入功率为6W【分析】根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,变压器的输入功率和输出功率相等,逐项分析即可得出结论.解;A、AB端电压u1=12sin100πt(V).电流频率为f==50Hz,故A错误;B、电压表的示数为电路的有效电压的大小,根据电压与匝数成正比,可知,U2=6V,故B错误;C、I2==1A,A的读数为1A,故C错误;D、P1=P2=U2I2=6W,故D正确.故选:D.【点评】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,本题即可得到解决.(2)第二类常考题型:理想变压器的动态分析如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin100π(V),则()A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表V1的示数为22VB.当t=s时,电压表V0的读数为220VC.单刀双掷开关与a连接,当滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表V1示数增大,电流表示数变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表V1和电流表的示数均变小【分析】根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等,再根据电压与匝数成正比即可求得结论.解:A 、根据电压与匝数成正比可知,原线圈的电压的最大值为220V ,所以副线圈的电压的最大值为22V ,副线圈电压的有效值为22V ,即滑动变阻器和电阻R 0的总电压为22V ,但是不知道电阻R 0的大小,所以不能计算滑动变阻器的电压的大小,所以A 错误.B 、根据瞬时值表达式可知,原线圈的电压的有效值为220V ,所以电压表V 0的读数为220V ,所以B 正确.C 、当滑动变阻器触头P 向上移动的过程中,滑动变阻器的电阻变大,电路的总电阻变大,所以电流变小,电阻R 0电压减小,滑动变阻器的电压变大,所以电压表的示数变大,所以C 正确.D 、若当单刀双掷开关由a 扳向b 时,理想变压器原、副线圈的匝数比由10:1变为5:1,所以输出的电压升高,电压表和电流表的示数均变大,所以D 错误.故选BC .【点评】电路的动态变化的分析,总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况,再确定其他的电路的变化的情况,即先部分后整体再部分的方法.【解题方法点拨】一、理想变压器的规律理想变压器①没有能量损失;②没有磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P 入=P 出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比,即=,与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系①只有一个副线圈:电流和匝数成反比,即;②多个副线圈:由输入功率和输出功率相等确定电流关系,即U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+I n U n频率关系原、副线圈中电流的频率相等制电压副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定,即U 2约关系=U 1(原制约副)功率副线圈中的功率P 2由用户负载决定,原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定,即P 1=P 2(副制约原)电流原线圈的电流I 1由副线圈的电流I 2和匝数比决定,即I 1=I 2(副制约原)二、理想变压器的动态分析.解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法1.分清不变量和变量,弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系,利用闭合电路欧姆定律,串、并联电路特点进行分析判定.2.分析该类问题的一般思维流程是:。
高三物理变压器的知识点
高三物理变压器的知识点一、什么是变压器?变压器是一种能够通过电磁感应现象将交流电的电压和电流进行改变的电器设备。
它由一个铁心和绕在铁心上的两个线圈(即初级线圈和次级线圈)组成。
二、变压器的工作原理1.原理变压器利用电磁感应原理进行工作,当交流电通过初级线圈产生变化的磁场时,这个磁场也会通过铁心作用在次级线圈上,从而使次级线圈内产生电动势。
通过调整初级线圈和次级线圈的匝数比例,可以实现输入电压向输出电压的转换。
2.公式变压器的工作原理可以表达为以下公式:U1/U2=n1/n2其中U1和U2分别表示初级线圈和次级线圈的电压,n1和n2分别表示初级线圈和次级线圈的匝数。
三、变压器的应用1.电力输配变压器在电力输配领域起着重要的作用。
电厂通过大功率的变压器将发电机产生的高电压(一般为发电机额定电压的几千伏)转换成更适宜输送的低电压(一般为几十千伏)。
在城市和乡村电网中,变压器继续将输送的电压转换为适合家庭和工业使用的电压(220V或110V)。
2.电子设备变压器也广泛应用于各种电子设备。
例如电视机、电脑、手机充电器等家用电器都包含了变压器。
这些变压器用于将交流电压转换为直流电压并提供给电子设备使用。
3.电气设备保护变压器还可以用于电气设备的保护。
在电路中加入变压器,可以根据需要将电压升高或降低,以保护电气设备免受过高或过低的电压损害。
四、变压器的类型1.按用途分类根据用途的不同,变压器可分为功率变压器、配电变压器、焊接变压器、调压变压器等。
这些变压器在不同领域和行业中发挥着重要的作用。
2.按结构分类根据结构的不同,变压器可分为铁心式变压器和无铁心式变压器。
铁心式变压器通常由铁心和线圈组成,而无铁心式变压器则直接利用线圈的电磁感应来进行电压转换。
五、常见问题与解答1.为什么中间没有空气间隔?变压器中间没有空气间隔的原因是为了减小磁路的长度,从而提高变压器的效率。
2.变压器是否存在能量损耗?是的,变压器存在能量损耗。
高二物理选修3-2变压器知识点
高二物理选修3-2变压器知识点变压器是一种通过电磁感应原理来改变交流电压的电器设备。
它由两个或更多个绕组组成,通过磁场的相互作用,将输入的电压转换为输出的电压,实现电能的传输和分配。
下面将介绍变压器的构造和工作原理,以及其在实际应用中的特点和用途。
一、变压器的构造和工作原理1. 主要部件变压器主要由铁心、一次绕组、二次绕组和外壳构成。
铁心是变压器的核心部分,由硅钢片叠压而成,既可以减小铁损耗,又能提高磁路的连续性,从而增强电磁感应效应。
一次绕组和二次绕组分别位于铁心上的两侧,它们由导线缠绕而成。
一次绕组接入输入电源,二次绕组则输出电压给负载。
外壳通常由绝缘材料制成,以保护绕组和铁心,同时还具有隔离和防护的作用。
2. 工作原理变压器的工作原理基于互感现象和法拉第电磁感应定律。
当一次绕组中通过交流电流时,会在铁芯中产生磁场。
由于二次绕组与一次绕组紧密相连,所以磁场会穿透到二次绕组中,感应出电动势。
根据法拉第电磁感应定律,当二次绕组上的电动势发生变化时,会在电路中产生感应电流。
这个感应电流通过外部电路,为负载提供所需的电能。
通过改变一次绕组和二次绕组的匝数比例,可以实现输入电压与输出电压之间的转换。
如果二次绕组的匝数大于一次绕组的匝数,则输出电压将增大;相反,如果二次绕组的匝数小于一次绕组的匝数,则输出电压将减小。
二、变压器的特点和用途1. 特点(1) 可以实现电压的升降。
通过变压器,可以将高电压降低为适合家庭使用的低电压,也可以将低电压升高为适合输送远距离的高电压。
(2) 仅适用于交流电。
由于变压器的工作原理基于电磁感应,所以只能传输和转换交流电。
(3) 效率高且损耗低。
由于变压器的传输过程中没有机械连接,仅通过磁场的感应作用,所以能量损耗较小。
一般情况下,变压器的效率可以达到95%以上。
(4) 体积小、重量轻。
相对于其他类型的电源转换设备,变压器的体积和重量较小,便于携带和安装。
2. 用途(1) 电力输配。
物理变压器知识点归纳总结
物理变压器知识点归纳总结导言变压器是一种用来改变交流电压的电气设备,它可以将高压的电能通过电磁感应变换成低压的电能,或者将低压的电能通过电磁感应变换成高压的电能。
变压器在电力工业中起着非常重要的作用,它广泛应用于输电、配电和各种电子设备中。
了解变压器的工作原理和性能指标对于电气工程师和电力工作者来说至关重要。
本文将对变压器的相关知识点进行归纳总结,希望能够帮助读者更好地理解和应用变压器。
一、变压器的基本原理1. 电磁感应原理变压器的工作原理基于电磁感应现象,即当一个磁场发生变化时,就会在周围产生感应电流。
变压器中的主要元件是两个线圈,它们分别被称为原边线圈和副边线圈,原边线圈通常接入电源,副边线圈则接入负载。
当原边线圈中的电流发生变化时,就会在副边线圈中诱导出感应电流,从而改变副边线圈中的电压。
这就实现了电压的改变。
2. 变压器的结构变压器一般由铁芯和线圈组成。
铁芯是用来集中和导出磁场的材料,通常采用硅钢片或铁氧体材料制成。
线圈则是由绝缘导线绕制而成,用来产生主磁场和感应电流。
线圈的绕制方式决定了变压器的变压比,即原边线圈的匝数与副边线圈的匝数之比,这决定了电压的变化情况。
3. 变压器的工作原理变压器通过电磁感应原理来实现电压的变换。
当原边线圈中的电流发生变化时,就会在铁芯中产生主磁场,并诱导出副边线圈中的感应电流,从而改变副边线圈中的电压。
根据变压器的结构组成和工作原理,在实际应用中可以根据需要来设计不同类型的变压器,包括干式变压器、油浸式变压器、自耦变压器等。
二、变压器的性能指标1. 变压器的额定容量变压器的额定容量是指变压器能够持续运行的最大功率。
通常以千伏安(kVA)为单位来表示。
变压器的额定容量决定了它能够承受的负载大小,因此在选择和设计变压器时需要根据实际需求来确定额定容量。
2. 变压器的变压比变压器的变压比是指原边线圈的匝数与副边线圈的匝数之比。
通过变压比可以确定输入和输出电压之间的关系。
高中变压器知识点梳理总结
高中变压器知识点梳理总结一、变压器的工作原理变压器是利用电磁感应原理来实现电压变换的装置。
它由两个或多个线圈(即绕组)和一个磁路构成。
当一个绕组中通有交流电流时,产生的磁场会穿过另一个绕组,从而在另一个绕组中感应出电动势,导致电压的变化。
变压器的工作原理可以用守恒定律和环路定理来解释。
1. 感应定律:在变压器中,当一绕组中有变化的电流时,会产生变化的磁场,从而在另一个绕组中感应出电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即ε=-dΦ/dt。
这就是变压器工作的基础原理。
2. 环路定理:利用环路定理,可以分析变压器中的电压和电流关系。
环路定理指出,在闭合回路中所受的电动势之和等于回路中电流的总电动势之和。
这也很好地解释了变压器中原、副绕组的电流和电压关系。
基于以上的工作原理,我们可以理解变压器是如何实现电压的变换功能的,同时也可以更好地进行变压器的设计和应用。
二、变压器的结构和性能特点1. 变压器的结构:主要由铁芯和绕组构成。
铁芯由硅钢片制成,用于传导磁场。
绕组则是由绝缘的铜线或铝线缠绕而成,分为原绕组和副绕组。
原绕组通有输入电流,产生磁场,副绕组感应出电动势。
绕组中通入绝缘油来冷却和绝缘。
2. 变压器的性能特点:变压器具有电压变换比固定、效率高、结构简单、维护方便等特点。
由于没有机械部件,因此噪音小、寿命长。
通过了解变压器的结构和性能特点,我们可以更好地理解其在电气系统中的作用和优点。
三、变压器的分类和应用1. 根据用途不同,变压器可以分为功率变压器、配电变压器、整流变压器、特种变压器等。
2. 在电力系统中,功率变压器是最常用的一种。
它主要用于将高压输电线路上的电压降低为用户需求的低压。
3. 在变频电源中,变压器也扮演着重要的角色。
变频电源可以通过改变变压器的工作频率来实现输出电压的控制。
4. 变压器还可以用于电子设备的电源适配器、电焊设备、变压器耦合的放大电路等。
通过了解变压器的分类和应用,我们可以更好地理解变压器在不同领域的作用和实际用途。
物理变压器知识点归纳
物理变压器知识点归纳
物理变压器是一种用于改变交流电电压的装置,由一个或多个线圈组成。
以下是物理变压器的一些主要知识点:
1. 基本原理:物理变压器利用电磁感应的原理来实现电压的变换。
它由一个铁芯和两个线圈组成:输入线圈称为初级线圈,输出线圈称为次级线圈。
通过变压器的互感作用,能够将输入电压和输出电压通过线圈的匝数比例相互关联。
2. 变压器方程:变压器的基本方程是几个物理量之间的关系,包括输入电流(I1)、输出电流(I2)、输入电压(V1)和输出电压(V2)之间的比例关系。
根据变压器方程,输入功率等于输出功率。
3. 匝数比例:变压器的次级匝数与初级匝数之比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
当次级匝数多于初级匝数时,称为升压变压器,可以将低电压升高;当次级匝数少于初级匝数时,称为降压变压器,可以将高电压降低。
4. 效率和损耗:变压器的效率是指输出功率与输入功率之比,通常以百分比表示。
变压器会存在一些能量损耗,包括铁损和铜损,会导致效率降低。
5. 调压与绝缘:变压器还可以用于调节电压,例如调压器可以调节输出电压的大小。
此外,变压器也能提供绝缘功能,将输入电路和输出电路隔离开,以确保电气安全。
6. 应用领域:物理变压器广泛应用于电力系统、电子设备、通信系统等领域,用于电压变换、功率传输和隔离等目的。
请注意,上述知识点仅为物理变压器的简要介绍,详细的物理原理和应用细节可能需要更深入的学习和研究。
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高中物理之变压器知识点
理想变压器是高中物理中的一个理想模型,它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。
实际生活中,利用各种各样的变压器,可以方便的把电能输送到较远的地区,实现能量的优化配置。
在电能输送过程中,为了达到可靠、保质、经济的目的,变压器起到了重要的作用。
变压器
理想变压器的构造、作用、原理及特征
构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。
作用:在输送电能的过程中改变电压。
原理:其工作原理是利用了电磁感应现象。
特征:正因为是利用电磁感应现象来工作的,所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。
理想变压器的理想化条件及其规律
在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有:
忽略原、副线圈内阻,有U1=E1,U2=E2
另外,考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等,于是又有
,由此便可得理想变压器的电压变化规律为。
在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”),有P1=P2 而P1=I1U1,P2=I2U2,于是又得理
想变压器的电流变化规律为
由此可见:
(1)理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别。
)
(2)理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。
规律小结
(1)熟记两个基本公式
即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数
成正比。
②P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
(2)原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等
(3)原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样(4)公式
中,原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值
(5)需要特别引起注意的是:
①只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有:
②变压器的输入功率由输出功率决定,往往用到:
即在输入电压确定以后,输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比,与原线圈匝数的平方成反比,与副线圈电路的电阻值成反比。
式中的R表示负载电阻的阻值,而不是“负载”。
“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。
实际上,R越大,负载越小;R越小,负载越大。
这一点在审题时要特别注意。
(6)当副线圈中有二个以上线圈同时工作时,U1∶U2∶
U3=n1∶n2∶n3,但电流不可,此情况必须用原副线圈功率相等来求电流。
(7)变压器可以使输出电压升高或降低,但不可能使输出功率变大.假若是理想变压器.输出功率也不可能减少。
(8)通常说的增大输出端负载,可理解为负载电阻减小;同理加大负载电阻可理解为减小负载。
几种常用的变压器
(1)自耦变压器
图是自耦变压器的示意图。
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分,就可以降低电压;如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈,就可以升高电压。
调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB之间加上输入电压U1 。
移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U2。
(2)互感器
互感器也是一种变压器。
交流电压表和电流表都有一定的量度范围,不能直接测量高电压和大电流。
用变压器把高电压变成低电压,或者把大电流变成小电流,这个问题就可以解决了。
这种变压器叫做互感器。
互感器分电压互感器和电流互感器两种。
①电压互感器
电压互感器用来把高电压变成低电压,它的原线圈并联在高压电路中,副线圈上接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U 2 和铭牌上注明的变压比(U 1 /U 2 ),可以算出高压电路中的电压。
为了工作安全,电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。
②电流互感器
电流互感器用来把大电流变成小电流。
它的原线圈串联在被测电路中,副线圈上接入交流电流表。
根据电流表测得的电流I 2 和铭牌上注明的变流比(I 1/I2),可以算出被测电路中的电流。
如果被测电路是高压电路,为了工作安全,同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。
习题演练
1. 一台理想变压器的输出端仅接一个标有“12V,6W”的灯泡,且正常发光,变压器输入端的电流表示数为0.2A,则变压器原、副线圈的匝数之比为()
A.7∶2
B.3∶1
C.6∶3
D.5∶2
2. 如图所示,通过降压变压器将220 V交流电降为36V供两灯使用,降为24V供仪器中的加热电炉使用.如果变压器为理想变压器.求:
(1)若n3=96匝,n2的匝数;
(2)先合上K1、K3,再合上K2时,各电表读数的变化;(3)若断开K3时A1读数减少220 mA,此时加热电炉的功率;
(4)当K1、K2、K3全部断开时,A2、V的读数。
习题解析
1.D
解析:因为,I2=P2/U2=6/12=0.5 A I1=0.2 A,所以n1∶n2=I2∶I1=5∶2
2. (1)变压理的初级和两个次级线圈统在同一绕在同一铁蕊上,铁蕊中磁通量的变化对每匝线圈都是相同的.所以线
圈两端的电压与匝数成正比.有
(2)合上K1、K3后,灯L1和加热电炉正常工作.再合上K2,灯L2接通,U1、n1和n3的值不变.故V读数不变.但
L2接通后,变压器的输入、输出功率增大.故A1、A2读数增大.
(3)断开K3时,A1读数减少200mA,表明输入功率减少,减少值为ΔP=ΔIU=0.200×220=44W,这一值即为电炉的功率
(4)当K1、K2、K3全部断开时,输出功率为零,A2读数为零.但变压器的初级战线圈接在电源上,它仍在工作,故V 读数为24V。