理想变压器精选 课件
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第2课时 理想变压器
第2课时理想变压器一、电压与匝数的关系1．理想变压器：没有能量损耗的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型。
2．电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即U1U2＝n1n2。
3．两类变压器副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器。
【判一判】(1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。
(√)(2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。
(×)(3)变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压。
(×)(4)理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率。
(×)(5)理想变压器的输入和输出功率相等。
(√)二、变压器中的能量转化原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量。
探究1 变压器的工作原理1．变压器的构造变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示。
2．变压器的工作原理互感现象是变压器工作的基础。
电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，所以铁芯中的磁场也在不断变化。
变化的磁场在副线圈中产生了感应电动势，副线圈也能够输出电流。
3．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁，无发热损失。
(2)原副线圈不计内阻，即无能量损失。
4．电动势关系：由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的ΔΦΔt ，根据法拉第电磁感应定律有E 1＝n 1ΔΦΔt ，E 2＝n 2ΔΦΔt ，所以E 1E 2＝n 1n 2。
【例1】 (多选)如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶2，U 1＝2202sin ωt V ，n 1＝1 100匝，以下说法正确的是( )A ．穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1∶2B ．穿过原、副线圈的磁通量的变化率的最大值相等，均为25 VC ．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2 VD ．原、副线圈电压的最大值之比为1∶2答案 BCD解析对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过原、副线圈的磁通量的大小相等，磁通量的变化率相等，A错误；根据E1＝n1ΔΦΔt得磁通量的变化率的最大值为每一匝线圈产生的电动势的最大值，即(ΔΦΔt)max＝22021 100V＝25V，所以每一匝线圈产生的电动势的有效值为0.2 V，B、C正确；由于原、副线圈的匝数比为1∶2，所以原、副线圈电压的最大值之比也为1∶2，D正确。
变压器 高中物理课件15-2
第2节 理想变压器1.理想变压器原理1.理想变压器原理1.理想变压器原理1.理想变压器原理一、理想变压器的原理及基本关系2.理想变压器中的基本关系2.理想变压器中的基本关系3.变压器的分类与种类3.变压器的分类与种类一、理想变压器的原理及基本关系3.变压器的分类与种类AC一、理想变压器的原理及基本关系3.变压器的分类与种类C一、理想变压器的原理及基本关系3.变压器的分类与种类AD1.解题技巧：理想变压器等效成定值电阻1.解题技巧：理想变压器等效成定值电阻1.解题技巧：理想变压器等效成定值电阻2.原线圈被并联一个电阻的分析方法2.原线圈被并联一个电阻的分析方法二、理想变压器的分析方法2.原线圈被并联一个电阻的分析方法B2.原线圈被并联一个电阻的分析方法3.原线圈被串联一个电阻的分析方法3.原线圈被串联一个电阻的分析方法二、理想变压器的分析方法3.原线圈被串联一个电阻的分析方法AD二、理想变压器的分析方法3.原线圈被串联一个电阻的分析方法A4.多副线圈的变压器的分析方法5.变压器中含有二极管的分析方法5.变压器中含有二极管的分析方法6.变压器中含有电容、电感的分析方法6.变压器中含有电容、电感的分析方法三、变压器电路的动态分析三、变压器电路的动态分析1.变压器匝数比不变，负载发生变化C三、变压器电路的动态分析1.变压器匝数比不变，负载发生变化B三、变压器电路的动态分析2.变压器匝数比变化，负载不变 B三、变压器电路的动态分析2.变压器匝数比变化，负载不变B。
第42-2讲(理想变压器)
0
0 1
U
2
n I2
-
-
• 功率
1
T11T22 T12T21 n n 1
p u1i1 u2i2 (nu2 )
( i2 ) n
u2i2
0
理想变压器是一种能够实现能量传递和信号传输的
器件，传输中既无能量的损耗，也无能量的存储。
变压器
理想变压器
• 阻抗关系
n:1
U1
I1 *
2
RL
50 104
2
4 0.92(W)
② 如果在副边接入一个阻抗 ，利用变压器可否 不能！ 实现共轭匹配？
*
I2
U2
ZL
I1
U1
Zi
原边等效阻抗为
Zi
=
U
1
nU 2 1
n2ZL
I1
I2
n
n2 ZL
变压器
理想变压器的应用
例 扬声器电路 设US= 50V，R0=100 ，RL=4 n为多大时扬声器可获得最大功率？
解： 根据最大功率传输定理
n2RL R0
n R0 / RL 5
P US2 502 6.25(W)
第42讲 变压器
变压器
i1 R1 ++ us u1 N1
21
12
s1 s2
R2 i2 N2 u+2 RL
电压关系:
u1 N1 n u2 N2
电流关系: i1 N2 1 i2 N1 n
变压器
理想变压器
i1 R1 ++ us u1 N1
21
12
s1 s2
R2 i2 N2 u+2 RL
变压器ppt课件演示文稿
【名师支招】求解远距离输电的关键是： (1)熟悉“交流发电机→升压变压器→输电线→降压 变压器→用电户”这一过程。并画出这一过程的示意图， 把需要的物理量都标在图中的相应位置上。 (2)远距离输电常用分析公式 输电电流：
I2
输电导线损失的电功率：
2 P损 P2 P1 I 2 R线 （
2 ［2009年高考江苏物理卷］如图10-2-7 所示，理想变压器的原、副线圈匝数比 为1:5，原线圈两端的交变电压为 u=20 2 sin100πt V，氖泡在两端电压达 到100 V时开始发光，下列说法中正确 的有 ( A B ) A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz B.开关接通后，电压表的示数为100 V C.开关断开后，电压表的示数变大 D.开关断开后，变压器的输出功率不变
图10-2-8 (3)因为P线=I2R线，又P线＝0.04P1， 4000 所以R线＝ 0.04 P1 ＝ Ω=15.625 Ω。 2 2 16 I2 因为ΔU＝U2-U ＝ I R 3 2 线，所以U3＝U2-I2R线＝6250 V-16×15.625 V＝6000 V。
(4)P4＝P1-P线＝0.96P1=0.96×100000W＝96 kW。
1
一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦 交变电源连接，输入电压u如图10-2-5所示。副线圈仅接入 一个10 Ω的电阻。则 ( ) D A.流过电阻的电流是20 A B.与电阻并联的电压表的示数是100 2 V C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D.变压器的输入功率是1×103 W
图10-2-7
热点三
远距离输电
【例3】发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升 压变压器和降压变压器都可视为理想变压器。 (1)画出上述输电全过程的原理图； (2)发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数 比为1:25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流； (3)若输电导线中的电功率损失为输电功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器 原线圈两端的电压； (4)计算降压变压器的输出功率。
课件-第5章 互感与理想变压器
两式中电流与电压的方向不一样，L、M前的符号也不同，可见例题5.1
5.3.1 理想变压器的变压作用
理想铁芯变压器的初、次级线圈 l 和 2 的匝数分别为N1，N2，磁通为Φ
根据电磁感应定律
理想变压器的变压关系式为 n 称为变比，是一个常数。
5.3.2 理想变压器的变流作用
根据理想变压器条件：
u1
第5章 互感与理想变压器
5.1
5.1.1 互感现象
Φ称为磁通， Ψ称为磁通链， 定义互感系数M如下
互感及互感电压
Ψ21＝M21i1
亨 [利 ]（ H）
互感系数的大小反映一个线圈的电流线圈紧密地缠绕在一起，则k值就接近于1）
自感L1、L2
5.1.2 互感电压
（1）顺向串联：
图 5-5 顺向串联
（2）反向串联
图 5-6 反向串联
5.2.2 互感线圈的并联
【例5.3】
图5-7 互感线圈的并联
【例5.4】
5.3 理想变压器
理想变压器是一种特殊的无损耗、全耦合变压器。它满足以下3个条件：
图 5-9 理想变压器
图 5-10 理想变压器的变压作用
磁通相助的变压器初、次级(第二级)电压： d 2 di2 di1 d 1 di1 di2 u2 L2 M u1 L1 M dt dt dt dt dt dt
， 对于 有
e jt ) d ( 2I di jt Im Im j 2 Ie I m sin(t ) dt dt 2
5.1.3 互感线圈的同名端
磁通方向由右手定则判定。
【例5.1】
【例5.2】
5.2 耦合电感的串联和并联
5.2.1 互感线圈的串联
5.3.1 理想变压器的变压作用
理想铁芯变压器的初、次级线圈 l 和 2 的匝数分别为N1，N2，磁通为Φ
根据电磁感应定律
理想变压器的变压关系式为 n 称为变比，是一个常数。
5.3.2 理想变压器的变流作用
根据理想变压器条件：
u1
第5章 互感与理想变压器
5.1
5.1.1 互感现象
Φ称为磁通， Ψ称为磁通链， 定义互感系数M如下
互感及互感电压
Ψ21＝M21i1
亨 [利 ]（ H）
互感系数的大小反映一个线圈的电流线圈紧密地缠绕在一起，则k值就接近于1）
自感L1、L2
5.1.2 互感电压
（1）顺向串联：
图 5-5 顺向串联
（2）反向串联
图 5-6 反向串联
5.2.2 互感线圈的并联
【例5.3】
图5-7 互感线圈的并联
【例5.4】
5.3 理想变压器
理想变压器是一种特殊的无损耗、全耦合变压器。它满足以下3个条件：
图 5-9 理想变压器
图 5-10 理想变压器的变压作用
磁通相助的变压器初、次级(第二级)电压： d 2 di2 di1 d 1 di1 di2 u2 L2 M u1 L1 M dt dt dt dt dt dt
， 对于 有
e jt ) d ( 2I di jt Im Im j 2 Ie I m sin(t ) dt dt 2
5.1.3 互感线圈的同名端
磁通方向由右手定则判定。
【例5.1】
【例5.2】
5.2 耦合电感的串联和并联
5.2.1 互感线圈的串联
理想变压器精选ppt课件
练习: 1.某一时刻,LC回路中振荡电流i的方向和电容两
板上的带电情况如图所示,振荡电流如何变化? 答:____________________________. 电场能怎样变化? 答:_____________________________.
2.如图,LC振荡电路:其中导线及线圈电阻不计,某瞬 间回路中的电流方向如箭头所示,且电流正在增大. 则( )
电磁场 变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场. 形成 电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波.
电
（1）电磁波是横波；
磁
特
（2）电磁波是在真空中传播的速度;c 3.00108 m / s λf=c →不同的电磁波在其它介质中传播速度不同.
波 点 f:由波源决定;v由介质和频率决定;λ由v和f决定. (3)电磁波传播不依赖于介质.
U2 n2 I2 n1
电流跟匝数成反比：
变 压 器
(只一原一副成立)
nn11
n2降压增流 n2升压减流
的 若一原几副时：
基 本
U1 n1 ;U1 n1
关
U2 n2 U3 n3
系
I1U1 I2U2 I3U3
① U1 由电源决定 U2 ,U3由电源
和匝数比决定,
I
随负载变化，
k由a合到b时， I1将增大. (B).保持U1及p的位置不变，
k由b合到a时，R消耗的功率减少.
(C).保持U1不变，k于a处， 使p上滑则I1将增大.
(D).保持p位置不变，k于a处，
若U1增大，则I1增大.
2.有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照 明用,如图所示,升压变压器匝数比为1：4, 降压器匝数比为4：1,输电线的总电阻R=4Ω, 全校共22个班,每班有“220V，40W”灯6盏， 若保证全部电灯正常发光则： （1）发电机输出功率多大? （2）发电机电动势多大? （3）输电效率是多少?
理想变压器基本关系的应用ppt课件
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
2.电流关系：
只有一个副线圈时，电流和匝数成反比； 有多个副线圈时，由输入功率和输出功
率相等确定电流关系
3.功率关系： P入＝P出
4.频率关系： 原、副线圈中电流的频率相等
三、理想变压器的制约关系：
1.电压制约关系：副线圈电压U2 由原线圈电压U1和匝数比决定 2.功率制约关系： 原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率 P2决定 3.电流制约关系：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I 2和匝数比决定
有多个副线圈时由输入功率和输出功率相等确定电流关系副线圈电压由原线圈电压和匝数比决原线圈的输入功率由副线圈的输出功率原线圈电流由副线圈电流和匝数比决定理想变压器原副线圈的匝数比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a1ma12mama48理想变压器的电压电流功率关系的应用
高 三 物理
解：由 U1 n1 , 得 220 1100 ,
U 2 n2
36 n2
n2 180
由I 2
P2 U2
，而
I1 I2
n2 n1
, 得I1
n2 n1
I2
n2 n1
P2 U2
180 6011 A 3A
1100 36
6
典型问题：理想变压器的动态分析问题 两种常见情况：
(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况， 进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1.
理想变压器基本关系 的应用
芜湖市田中 王海霞
1
一、变压器的工作原理及理想变压器模型
1.变压器的工作原理： 原副线圈利用互感现象，
实现改变电压的。
变压器 高中物理课件15-2
第2节 理想变压器
一、理想变压器的原理及基本关系
3.变压器的分类与种类
笔记：变压器的分类与种类
电流互感器
串联接入电路中，输入端为 交变电流 例：i＝imsinωt
自耦变压器 原、副线圈共用线圈，转动 调压变压器 滑动触头即可调压.
第2节 理想变压器
一、理想变压器的原理及基本关系 3.变压器的分类与种类 【原型题 1】(多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为 4∶1，原线圈接入一电压为 U＝U0sinωt 的交流电源，副线圈接一个 R＝27.5Ω的负载电阻.若 U0＝220 2V，ω＝100πrad/s，
原线圈电流 I1 由副线圈电流 I2 和匝数比决定. 原、副线圈的周期、频率均相同
第2节 理想变压器
一、理想变压器的原理及基本关系
3.变压器的分类与种类
笔记：变压器的分类与种类
n1>n2 n1＝n2 n1<n2
降压变压器 等压变压器 升压变压器
并联接入电路中，输入端为 电压互感器 交变电压
例：e＝Umsinωt
A.A 为电流互感器，且 n1<n2，a 是电流表 B.A 为电压互感器，且 n1<n2，a 是电压表 C.B 为电流互感器，且 n3>n4，b 是电流表 D.B 为电压互感器，且 n3>n4，b 是电压表
第2节 理想变压器
二、理想变压器的分析方法 1.解题技巧：理想变压器等效成定值电阻 【原型题 4】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1∶n2，原线圈接在输出电压为 U1 的正弦交流电源上，副线圈接一定值电阻 R.现将变压器等效成定值电阻，求等效电阻的阻值.
则下述结论正确的是( AC ).
A.副线圈中电压表的读数为 55V B.副线圈中输出交流电的周期为 1 s
电路课件-理想变压器和全耦合变压器
1 n2
Z1
1 n2 Z2
N
b n:1
d
由理想變壓器
c Z3
的VCR，簡化 -
成沒有變壓器 的電路。
1 n
U+S
1 n2 Z1
1 n2 Z2
N
d
理想變壓器還可由一個初級線圈與多個次級 線圈構成。
i1 n1:1 * i2 +
+
N2 u2
*
-
u1 - N1
* i3 +
n2:1 N3
u3 -
在圖示電壓，電流參考 R2方向下，有
1. 並聯阻抗可以從次級搬移到初級； 2.串聯阻抗可以從初級搬移到次級。 阻抗可以從初級與次級之間來回搬移。
1. 並聯阻抗可以從次級搬移到初級；
a I1
I2 I2 ' c
+
U1
*
*U+ 2
I2"
Z2
N
-
-
b n:1
d
a I1 I1'
I2 ' c
+
U1 n2 Z2
-
*
*
+
U 2
-
N
b
n:1 d
(a)
I2(
ZL '
cosL )
( RS
ZL'
U
2 S
ZL'
cos L
cosL )2 ( XS
ZL'
sin L )2
要使P達到最大，必須
dP d( ZL
'）
0,即
Z
L
'＝
ZS
這時，負載獲得最大功率。這種情況稱為 “模匹配”。模匹配時負載中電阻吸收的功 率一般比達到共軛匹配時的功率小。這時
第二十五讲 理想变压器
说明（二）
4、当同名端改变时，伏安关系修定如下：
a、u1与u2的参考方向对同名端一致时，u2＝nu1
u2 nu1 U 2 n U1 i 1i 或 1 2 1 I I 2 1 n n
u1
－
＋ •
i1
1:n
i2
• －
u2
＋
u1与u2的参考方向对同名端相反时，u2＝－nu1 1 b、i1与i2同时流入同名端时， i2 i1 n 1 i1与i2同时流入异名端时， i2 i1 n
o U 2 10 U1 33.330 V
I1 1
100 V
o
方法3：戴维南等效 0, I 0 I 求 U : I 2 1 : 10 2 1 oc
+ –
* * + U1 –
+ U oc –
10U U oc 1 1000 V
n2=100， n=10 .
例题二
解：
求次级电压
+
I1 1
+
o
1 : 10
I2
+
100 V
–
U1
–
* *
U2
–
50
方法1：VAR方程
1 U1 U2 10
10 I I 1 2
o 1 I 1 U 1 100
解得
U 2 33.330 V
解： 开关K打开时 2 上无电流 Rab
开关K闭合时 2 上有电流将 理想变压器转化 为两个受控源
i a
b
1 1 2 RL 1 4 2 n 0.5
理想变压器PPT课件
第3页/共11页
理想变压器的基本性质： 1．理想变压器既不消耗能量，也不储存能量，在 任一时刻进入理想变压器的功率等于零，即
从初级进入理想变压器的功率，全部传输到次级的 负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。
第4页/共11页
2．电阻变换特性
用外加电源法求得图示单口网络的输入电阻为
Ri
u1 i1
nu2 i2
解：采用外加电流源计算端口电压 的方法求等效电阻。
图5－5
解一：增加理想变压器电流i1 补充理想变压器的VCR方程：
和i2变量来列写结点方程：
u2 3u1
1 2
u1
1 2
u2
i1
iS
1 2
u1
1 2
1 3
u2
i2
0
i1 3i2
求解方程可以得到
Ri
u1 iS
0.2
第9页/共11页
解法二：根据理想变压器的VCR方程：
u2 3u1 i1 3i2
用外加电源法求等效电阻
i3
u2 u1 2
3 1 A 2
1A
i4
u2 3
3 3
A
1A
i2 iA
Rab
u i
1V 5A
0.2
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例5-4 用结点分析法再求图5-5(a)所示单口网络的等效电阻。
求得
n Ro 800 10
RL
8
解：理想变压器端接负载电阻RL时 的等效电阻为
Ri n2RL
根据最大功率传输定理，Ri获得 最大功率的条件是
Ri n2RL Ro
pmax
uo2c 4Ro
22 W 1.25mW
4 800
理想变压器的基本性质： 1．理想变压器既不消耗能量，也不储存能量，在 任一时刻进入理想变压器的功率等于零，即
从初级进入理想变压器的功率，全部传输到次级的 负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。
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2．电阻变换特性
用外加电源法求得图示单口网络的输入电阻为
Ri
u1 i1
nu2 i2
解：采用外加电流源计算端口电压 的方法求等效电阻。
图5－5
解一：增加理想变压器电流i1 补充理想变压器的VCR方程：
和i2变量来列写结点方程：
u2 3u1
1 2
u1
1 2
u2
i1
iS
1 2
u1
1 2
1 3
u2
i2
0
i1 3i2
求解方程可以得到
Ri
u1 iS
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解法二：根据理想变压器的VCR方程：
u2 3u1 i1 3i2
用外加电源法求等效电阻
i3
u2 u1 2
3 1 A 2
1A
i4
u2 3
3 3
A
1A
i2 iA
Rab
u i
1V 5A
0.2
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例5-4 用结点分析法再求图5-5(a)所示单口网络的等效电阻。
求得
n Ro 800 10
RL
8
解：理想变压器端接负载电阻RL时 的等效电阻为
Ri n2RL
根据最大功率传输定理，Ri获得 最大功率的条件是
Ri n2RL Ro
pmax
uo2c 4Ro
22 W 1.25mW
4 800
新人教版第12章第2讲理想变压器电能的输送课件(69张)
例3 (2023·湖南桑植县模拟预测)某风力发电厂稳定输出电压 u＝ 220 2sin 200πt(V)，输出功率 P0＝8.8×104 W，通过远距离输电给电压 为 220 V 的用电器供电，如图所示，已知输电线的电阻为 5 Ω，用户额定 功率为 56 kW，为使用户正常工作，则下列说法正确的是( B )
二、对点激活 1．(多选)(2023·广东河源模拟预测)关于变压器，下列说法正确的是 ( AB ) A．它可以改变交流电的电压 B．它可以改变交流电的电流 C．它可以改变交流电的频率 D．它可以改变输送电功的大小
[解析]变压器电压之比等于线圈匝数之比，故变压器可以改变电 压，A正确；变压器电流之比等于线圈匝数的反比，故变压器可以改变 电流，B正确；变压器不能改变交流电的频率，C错误；输送的电功取决 于用电器的多少，与变压器无关，D错误。
_U__nI_n________。
3．几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器，如图A、B所示。
电压互感器：把高电压变成
低电压 ，如图C所示。 (2)互感器电流互感器：把大电流变成
小电流 ，如图D所示。
知识点2 电能的输送 1．输电过程(如图所示)：
2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′。 (2)ΔU＝___IR___。 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′。 (2)ΔP＝__I_2_R__＝ΔRU2。
特别提醒：关于理想变压器的四点说明 (1)变压器不能改变直流电压。 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频 率。 (3)理想变压器本身不消耗能量。 (4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
例1 (2022·北京密云一模)为探究变压器的两个线圈的电压关系， 小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示，线圈a作为 原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，线圈电阻忽略 不计。当闭合电源开关时，他发现电源过载(电流过大，超过学生电源允 许的最大值)。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是( B )
14-4 理想变压器
1 n
U
n I
. . .= .
2 2 2
Zab
L
. =.
U I
1
1
1 2
I Z
. . . ，U = + U ，I = -n I . = -I. Z n U
1
1 2 1 2
2
.
2
2
L
=
1 n
2
Z
L
=
N N
Z
n I
L
2
Z
即：
ab L
N
2 1 2
. I
Z
=
N
— 阻抗阻比与匝数比平方成正比
1
R
. I
2
. I
U I
s
. . R . . . I I . . . + + + . . . . U . . I U U . . . R . . . - 2:1 . . . . I . Z . . . . . . . . 1 Z=. = = Ω (外施电源法) 0. 375
1 2 2
. I . I
3
s
1
2
2
2
i
3
8 3
1 2 1 2 2
例：N1=550匝、U2=36V、U3=12V、P2=36W、P3=24W， 求：N2 = ? N3 = ? I2 = ? I1 I2 解：
U U
1 2
N
=
1 2 1 2
+ U1 N1
N2
N
+ U2 R2 -
N U
N2 =
U
=
550 × 36 220
= 90匝
I3 +
理想变压器和全耦合变压器 ppt课件
ppt课件
3
由于同名端的不同，理想变压器还有另一个 电路模型，其伏安关系为
i1
+
u1
-
*
*
n:1
i2
+
u2
-
u1 u2 i1
n
1
i2 n
当线圈的电压、电流参考方向关联时只有这两 种情况，这两种VCR仅差一个符号。
ppt课件
4
8 -4 -1 理想变压器伏安关系推导
下面先从符合前两个理想化条件的全耦合变压
*
+
n:1
14
若次级接负载阻抗，则从初级看进去的等效
阻抗为
Zi n2ZL
上述“搬移”阻抗的方法还可以进一步推广：
1. 并联阻抗可以从次级搬移到初级；
2.串联阻抗可以从初级搬移到次级。
阻抗可以从初级与次级之间来回搬移。
ppt课件
15
1. 并联阻抗可以从次级搬移到初级；
a I1
I2 I2 ' c
*
-
*
1 n
U+S
1 n2 Z1
1 n2 Z2
N
b n:1
d
由理想变压器
c Z3
的VCR，简化 -
成没有变压器 的电路。
1 n
U+S
1 n2
Z1
1 n2
Z2
d
ppt课件
N
20
理想变压器还可由一个初级线圈与多个次级 线圈构成。
+
u1
-
i1
n1
*
N1
n2
:1
:1
*
N
i
2
理想变压器
§11-4 理想变压器 The ideal transformer
§12-5 理想变压器的伏安关系
n=N2/N1
k 1， Φ11 Φ21， Φ22 Φ12
Ψ1 N1Φ11 N1Φ12 N1(Φ11 Φ22 ) N1Φ
u1
dΨ 1 dt
N1
dΦ dt
Ψ2 N2Φ22 N2Φ21 N2 (Φ22 Φ11) N2Φ
(4)
PL
US RS RL
2
RL
10
5 4
10
2
10
2.5μW
例11-5-2
电路如图所示，试求电压
•
U
2
。
解1：1
•
I
•
1U
1
1000
•
•
50 I 2 U 2
•
•
U 2 10 U 1
•
U 2 33.3V
•
I2
1
•
I1
10
解2： • U1
0.5
1000 3.33
1 0.5
n
i2 0.35cos(314t 1.010 )A
作业： 11-15，11-16，11-17， 11-19，11-23,
例11-5-1 某电源的电压Us=5V,内阻Rs =10k,负载RL=10,为使
负载从电源获得最大功率,电源内阻应与负载电阻相等,可利用变
压器来达到最大功率匹配,设电路如下图所示,试求(1)理想变压器
的匝比;(2)变压器一次和二次回路的电流;(3)负载获得的功率; (4)
如果不用变压器耦合,直接将负载接通电源时负载获得的功率。
解：R0 n2 R1 100Ω
•
•
§12-5 理想变压器的伏安关系
n=N2/N1
k 1， Φ11 Φ21， Φ22 Φ12
Ψ1 N1Φ11 N1Φ12 N1(Φ11 Φ22 ) N1Φ
u1
dΨ 1 dt
N1
dΦ dt
Ψ2 N2Φ22 N2Φ21 N2 (Φ22 Φ11) N2Φ
(4)
PL
US RS RL
2
RL
10
5 4
10
2
10
2.5μW
例11-5-2
电路如图所示，试求电压
•
U
2
。
解1：1
•
I
•
1U
1
1000
•
•
50 I 2 U 2
•
•
U 2 10 U 1
•
U 2 33.3V
•
I2
1
•
I1
10
解2： • U1
0.5
1000 3.33
1 0.5
n
i2 0.35cos(314t 1.010 )A
作业： 11-15，11-16，11-17， 11-19，11-23,
例11-5-1 某电源的电压Us=5V,内阻Rs =10k,负载RL=10,为使
负载从电源获得最大功率,电源内阻应与负载电阻相等,可利用变
压器来达到最大功率匹配,设电路如下图所示,试求(1)理想变压器
的匝比;(2)变压器一次和二次回路的电流;(3)负载获得的功率; (4)
如果不用变压器耦合,直接将负载接通电源时负载获得的功率。
解：R0 n2 R1 100Ω
•
•
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k由a合到b时， I1将增大. (B).保持U1及p的位置不变，
k由b合到a时，R消耗的功率减少.
(C).保持U1不变，k于a处， 使p上滑则I1将增大.
(D).保持p位置不变，k于a处，
若U1增大，则I1增大.
2.有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照 明用,如图所示,升压变压器匝数比为1：4, 降压器匝数比为4：1,输电线的总电阻R=4Ω, 全校共22个班,每班有“220V，40W”灯6盏， 若保证全部电灯正常发光则： （1）发电机输出功率多大? （2）发电机电动势多大? （3）输电效率是多少?
高三物理人教版
理想变压器
授课教师：季茹
闭合铁芯上绕两组线圈就
基
构成变压器.与交流电电
本
源相接的原线圈称为初级，
构 造
另一线圈（副线圈）称为
次级，次级接负载电阻.
工 原线圈加上交变电压，通过线圈的交流 作 电流在铁芯中形成变化的磁通量，副线 原 圈经互感，产生交流电，副线圈相当一 理 新的电源.
输入功率=输出功率 P入 P出
解: (1) P4= P3== 40 6 22 = 5280 w U3/U4 = n3 / n4 = 4 / 1 U3= 4 220 = 880V
I3=P3/U3 =5280 / 880 = 6A = I2 P1 = P2=I32R线+P3 =(6)2 4 + 5280 =5424w
和匝数比决定与负载无关
规
②
I1
,
I
随负载变化，
2
律
I2由U2与负载电阻决定; I1由I2与匝数比决定
若R负 I2 I1 P2
③ P入 随 P出 的增加而增加，
P入
P出
U 22
/
R
( n2 n1
)2
U12 R负
四．变压器的应用
自耦 变压 器
电压 互感 器
示意图
电流 互感 器
理 想
电压跟匝数成正比： U1 n1 ; I1 n2 ;
U2 n2 I2 n1
电流跟匝数成反比：
变 压 器
(只一原一副成立)
nn11
n2降压增流 n2升压减流
的 若一原几副时：
基 本
U1 n1 ;U1 n1
关
U2 n2 U3 n3
系
I1U1 I2U2 I3U3
① U1 由电源决定 U2 ,U3由电源
(3): =P4 /P1 = 5280 / 5424 =97. 3%
五.电磁振荡
振荡 电流
大小和方向都作周期性变化的电流叫做振荡电流
振荡电路 (LC电路)
利用电容器充，放电和 线圈自感作用产生振荡 电流——原理.
能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，如LC电 路，K接1给电容器充电后再接2，就可以在LC电 路发生电磁振荡.
U3 U2 I(2r)
U3 n3 U4 n4
输 电
I1 n2 I2 n1
I2 I3
I3 n4 I4 n3
P1 P2 P3 P2 P损
p4 p3
在远距离输电中，为传送一定的电功率，尽量减少输
工 电线上的损失，而采取的高压输电措施.
作 原
P损
I
2 R线
( P输 U输
电磁振荡 T 2
LC
f 1
2 LC
的周期、 频率
L :线圈自感系数 C :电容器电容
单单位位::HF由本身因素决定
六．电磁振荡过程分析
振荡电路 的状态
时刻
电容器 极板上 的电量
t=0 t T 4
tT 2
t 3 T t=T 4
最多C放电 零 C反向 最大 C反向 零 C充电 最多
(2): I1 / I2 = n2 / n1 =4 / 1 I1 = I2 4 = 6 4 = 24 A
U2 =U线 +U3 = I3 R线 +U3 = 6 4 +880 =904V U1 / U2 = n1 /n2 =1 / 4
U1 = 904 / 4 = 226V
e U1 +I1r = 226 + 24 1 = 250 V
在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上 电磁振荡 的电荷及它产生的电场，通过线圈的电流及它产生
的磁场，都在作用周期性的变化,称为电磁振荡.
振荡过 程的描 述
(1)振荡过程是电场能与磁场能周期性交替转化过程 (2)振荡过程中与电场能相关的物理量：电容器的电
量、电压，与磁场能相联系的振荡电流都随时间 按正弦规律变化.
工作原理
通过自感变压，可从 零至最大值连续调节 所需要的电压
把高电压变为低电压，用 伏特表测得低电压U2 ，再 根据铭牌上变压比U1/ U2， 算出被测高电压(n1>n2)
把大电流变成小电流， 用安培表测得小电流 I2，再根据铭牌上变 流比I1/I2 ，算出被 测大电流(n1<n2)
远
距 离
U1 n1 U2 n2
充电
放电
振荡电 流i
i 0 L充电正向最大L放电 i 0 L反向反向最大L反向 i 0
充电
放电
电场能 最大 零 最大 零
最大
磁场能 零 最大 零 最大 零
振荡过程 q(U.E)与 q—t图 i—t图 i的变化 u—t图 永远相反
七．电磁场及电磁波
麦克斯 韦的电 磁场 理论
变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场. （正弦变化的电（磁）场能够产生正弦变化的磁 （电）场）. （均匀变化的电（磁）场能够产生正弦稳定的磁 （电）场）.
电磁场 变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场. 形成 电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波.
)2
R线
理 初级接升压变压器，到用户再用降压变压器低压配电Leabharlann 输电P用 P1
100%
P4 (P2 P损 ) 100%
P2
P2
练习：
1．如下图所示为一理想变压器，K为单刀双
掷开关，p为滑动变阻器的滑动触头.U1为加在原 线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度则： （ ABD ） (A).保持U1及P的位置不变，
K接1：使C充电直到Q、E、U最大. K接2：C放电，由于L的自感阻碍C放电，i逐渐增大，
E电场 转化 E磁场
当i最大时，磁场能最大，而后反向对C充电时 由于自感，i逐渐减少.
当i=0时，C中电量Q最大，E电 、U都达到最大， 而后反向放电. 当i逐渐增到最大时Q=0，I对C正向充电Q最大 时i=0，完成一个周期的振荡.
k由b合到a时，R消耗的功率减少.
(C).保持U1不变，k于a处， 使p上滑则I1将增大.
(D).保持p位置不变，k于a处，
若U1增大，则I1增大.
2.有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照 明用,如图所示,升压变压器匝数比为1：4, 降压器匝数比为4：1,输电线的总电阻R=4Ω, 全校共22个班,每班有“220V，40W”灯6盏， 若保证全部电灯正常发光则： （1）发电机输出功率多大? （2）发电机电动势多大? （3）输电效率是多少?
高三物理人教版
理想变压器
授课教师：季茹
闭合铁芯上绕两组线圈就
基
构成变压器.与交流电电
本
源相接的原线圈称为初级，
构 造
另一线圈（副线圈）称为
次级，次级接负载电阻.
工 原线圈加上交变电压，通过线圈的交流 作 电流在铁芯中形成变化的磁通量，副线 原 圈经互感，产生交流电，副线圈相当一 理 新的电源.
输入功率=输出功率 P入 P出
解: (1) P4= P3== 40 6 22 = 5280 w U3/U4 = n3 / n4 = 4 / 1 U3= 4 220 = 880V
I3=P3/U3 =5280 / 880 = 6A = I2 P1 = P2=I32R线+P3 =(6)2 4 + 5280 =5424w
和匝数比决定与负载无关
规
②
I1
,
I
随负载变化，
2
律
I2由U2与负载电阻决定; I1由I2与匝数比决定
若R负 I2 I1 P2
③ P入 随 P出 的增加而增加，
P入
P出
U 22
/
R
( n2 n1
)2
U12 R负
四．变压器的应用
自耦 变压 器
电压 互感 器
示意图
电流 互感 器
理 想
电压跟匝数成正比： U1 n1 ; I1 n2 ;
U2 n2 I2 n1
电流跟匝数成反比：
变 压 器
(只一原一副成立)
nn11
n2降压增流 n2升压减流
的 若一原几副时：
基 本
U1 n1 ;U1 n1
关
U2 n2 U3 n3
系
I1U1 I2U2 I3U3
① U1 由电源决定 U2 ,U3由电源
(3): =P4 /P1 = 5280 / 5424 =97. 3%
五.电磁振荡
振荡 电流
大小和方向都作周期性变化的电流叫做振荡电流
振荡电路 (LC电路)
利用电容器充，放电和 线圈自感作用产生振荡 电流——原理.
能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，如LC电 路，K接1给电容器充电后再接2，就可以在LC电 路发生电磁振荡.
U3 U2 I(2r)
U3 n3 U4 n4
输 电
I1 n2 I2 n1
I2 I3
I3 n4 I4 n3
P1 P2 P3 P2 P损
p4 p3
在远距离输电中，为传送一定的电功率，尽量减少输
工 电线上的损失，而采取的高压输电措施.
作 原
P损
I
2 R线
( P输 U输
电磁振荡 T 2
LC
f 1
2 LC
的周期、 频率
L :线圈自感系数 C :电容器电容
单单位位::HF由本身因素决定
六．电磁振荡过程分析
振荡电路 的状态
时刻
电容器 极板上 的电量
t=0 t T 4
tT 2
t 3 T t=T 4
最多C放电 零 C反向 最大 C反向 零 C充电 最多
(2): I1 / I2 = n2 / n1 =4 / 1 I1 = I2 4 = 6 4 = 24 A
U2 =U线 +U3 = I3 R线 +U3 = 6 4 +880 =904V U1 / U2 = n1 /n2 =1 / 4
U1 = 904 / 4 = 226V
e U1 +I1r = 226 + 24 1 = 250 V
在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上 电磁振荡 的电荷及它产生的电场，通过线圈的电流及它产生
的磁场，都在作用周期性的变化,称为电磁振荡.
振荡过 程的描 述
(1)振荡过程是电场能与磁场能周期性交替转化过程 (2)振荡过程中与电场能相关的物理量：电容器的电
量、电压，与磁场能相联系的振荡电流都随时间 按正弦规律变化.
工作原理
通过自感变压，可从 零至最大值连续调节 所需要的电压
把高电压变为低电压，用 伏特表测得低电压U2 ，再 根据铭牌上变压比U1/ U2， 算出被测高电压(n1>n2)
把大电流变成小电流， 用安培表测得小电流 I2，再根据铭牌上变 流比I1/I2 ，算出被 测大电流(n1<n2)
远
距 离
U1 n1 U2 n2
充电
放电
振荡电 流i
i 0 L充电正向最大L放电 i 0 L反向反向最大L反向 i 0
充电
放电
电场能 最大 零 最大 零
最大
磁场能 零 最大 零 最大 零
振荡过程 q(U.E)与 q—t图 i—t图 i的变化 u—t图 永远相反
七．电磁场及电磁波
麦克斯 韦的电 磁场 理论
变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场. （正弦变化的电（磁）场能够产生正弦变化的磁 （电）场）. （均匀变化的电（磁）场能够产生正弦稳定的磁 （电）场）.
电磁场 变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场. 形成 电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波.
)2
R线
理 初级接升压变压器，到用户再用降压变压器低压配电Leabharlann 输电P用 P1
100%
P4 (P2 P损 ) 100%
P2
P2
练习：
1．如下图所示为一理想变压器，K为单刀双
掷开关，p为滑动变阻器的滑动触头.U1为加在原 线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度则： （ ABD ） (A).保持U1及P的位置不变，
K接1：使C充电直到Q、E、U最大. K接2：C放电，由于L的自感阻碍C放电，i逐渐增大，
E电场 转化 E磁场
当i最大时，磁场能最大，而后反向对C充电时 由于自感，i逐渐减少.
当i=0时，C中电量Q最大，E电 、U都达到最大， 而后反向放电. 当i逐渐增到最大时Q=0，I对C正向充电Q最大 时i=0，完成一个周期的振荡.