5.4变压器_(优秀课件)
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变压器相关知识简介(ppt 22页)
知 道 方法：控制变量法
实验过程
1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线 圈匝数。
2.交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原 线圈匝数 3.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压
1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线 圈匝数。
U1=4V n1(0-2)
n2 0-2
U2/V
0-8
0-14
2.交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原 线圈匝数
此公式只适用于一个副线圈的变压器
几种常见的变压器
一、变压器的构造 1．示意图 2．电路图中符号 3．构造：
小结
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
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
U1=4V n2(0-4)
n1 0-2 0-8 0-14
U2/V
3.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压
n1:n2=2:1
U1/V 2 4 6 8 10
U2/V
实验结论
误差允许范围内
铁芯
U 1 n1 U 2 n2
原 ∽U1 线
圈
n1 n2
副
线 U2 圈
误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处的损耗
变压器的工作原理 ——互感现象 铁芯 e
原
副
∽U1线 圈
n1 n2
线 U2 圈
0
t1
t2 t3 t4
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)
问题：副线圈输出的电压到底和什 么相关？？
实验过程
1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线 圈匝数。
2.交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原 线圈匝数 3.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压
1.交流电压恒定，原线圈匝数恒定，改变副线 圈匝数。
U1=4V n1(0-2)
n2 0-2
U2/V
0-8
0-14
2.交流电压恒定，副线圈匝数恒定，改变原 线圈匝数
此公式只适用于一个副线圈的变压器
几种常见的变压器
一、变压器的构造 1．示意图 2．电路图中符号 3．构造：
小结
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
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
U1=4V n2(0-4)
n1 0-2 0-8 0-14
U2/V
3.原线圈匝数与副线圈匝数恒定，改变交流电压
n1:n2=2:1
U1/V 2 4 6 8 10
U2/V
实验结论
误差允许范围内
铁芯
U 1 n1 U 2 n2
原 ∽U1 线
圈
n1 n2
副
线 U2 圈
误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处的损耗
变压器的工作原理 ——互感现象 铁芯 e
原
副
∽U1线 圈
n1 n2
线 U2 圈
0
t1
t2 t3 t4
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)
问题：副线圈输出的电压到底和什 么相关？？
5.4变压器-(优秀课件)(共25张)
I1 n2 I2 n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
第13页，共25页。
有多个(duō ɡè)副线圈的理想变压器的问题
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数
为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电
压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，
根据变压器的工作原理可得：
n2 >n1 U2>U1 --升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 --降压变压器
第11页，共25页。
理想(lǐxiǎng)变压器输入功率应等于输出功 率即:源自P入= P出U1I1=U2I2
I1 U2 n2 I2 U1 n1
第12页，共25页。
(2)理想变压器原副线圈的电流(diànliú)跟它 们的匝数成反比
（3）B电阻两端电压为多少？
（1）1:16
（2）1:4
4
UB
U 17
aA
U
b
第25页，共25页。
B
n1 n2
U1 n1 U2 n2
U1 n1 U3 n3
U2
n2 n1
U1
U3
n3 n1
U1
n2
n1 n3
第14页，共25页。
根据P入＝P出得
I1U1 I2U 2 I3U3
把 U2
n2 n1
U1
和
U3
n3 n1
U1
代入上式得
I1U1
I2
n2 n1
U1
I3
n3 n1
U
1
I1n1 I2n2 I3n3
第15页，共25页。
于副线圈匝数
数少于副线圈匝数
第17页，共25页。
此公式只适用于一个副线圈的变压器
第13页，共25页。
有多个(duō ɡè)副线圈的理想变压器的问题
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数
为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电
压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，
根据变压器的工作原理可得：
n2 >n1 U2>U1 --升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 --降压变压器
第11页，共25页。
理想(lǐxiǎng)变压器输入功率应等于输出功 率即:源自P入= P出U1I1=U2I2
I1 U2 n2 I2 U1 n1
第12页，共25页。
(2)理想变压器原副线圈的电流(diànliú)跟它 们的匝数成反比
（3）B电阻两端电压为多少？
（1）1:16
（2）1:4
4
UB
U 17
aA
U
b
第25页，共25页。
B
n1 n2
U1 n1 U2 n2
U1 n1 U3 n3
U2
n2 n1
U1
U3
n3 n1
U1
n2
n1 n3
第14页，共25页。
根据P入＝P出得
I1U1 I2U 2 I3U3
把 U2
n2 n1
U1
和
U3
n3 n1
U1
代入上式得
I1U1
I2
n2 n1
U1
I3
n3 n1
U
1
I1n1 I2n2 I3n3
第15页，共25页。
于副线圈匝数
数少于副线圈匝数
第17页，共25页。
高中物理选修3-2 第五章交流电-4.变压器(课件)(共70张PPT)
题目 21
A组能力训练题1 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列 的哪个物理量不一定相等：（ B ） A、交变电流的频率 B、电流的有效值 C、电功率 D、磁通量的变化率
22
A组能力训练题2 2、变压器在使用中，下列说法中正确的是（ AC ） A.原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的 增大而增大 B.原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增 大而增大 C.当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流 D.当副线圈空载时，原线圈上电压为零
解析：对于一定的变压器来说，U2由U1决定，I1由I2 决定，P1由P2决定。
27
A组能力训练题7
7. 利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电
流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100, 交流电流表 A的示数是50mA，则被测电路的电流为（ B ）
A. 0.5A B. 5A C. 0.5mA D. 50mA
16
例1、 一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别 为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功 率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则 （ BC ） A．U1＞U2，P1＜P2 B．P1＝P2 ，I1＜I2， C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2
解析：本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解. 因理想变压器电压与匝数的成正比关系，
U1 U2 ΔU n1 n2 Δn 现副线圈电压下降3V，故U1:n1=3:18，
解得：n1=1320匝。
18
例3、 有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副
线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通,
解见下页 19
解析： 电键接1时，灯均正常发光，表明 I1=I2', I2=4I1，n1/n2=I2/I1=4, 变压器为降压变压器
A组能力训练题1 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列 的哪个物理量不一定相等：（ B ） A、交变电流的频率 B、电流的有效值 C、电功率 D、磁通量的变化率
22
A组能力训练题2 2、变压器在使用中，下列说法中正确的是（ AC ） A.原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的 增大而增大 B.原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增 大而增大 C.当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流 D.当副线圈空载时，原线圈上电压为零
解析：对于一定的变压器来说，U2由U1决定，I1由I2 决定，P1由P2决定。
27
A组能力训练题7
7. 利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电
流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100, 交流电流表 A的示数是50mA，则被测电路的电流为（ B ）
A. 0.5A B. 5A C. 0.5mA D. 50mA
16
例1、 一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别 为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功 率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则 （ BC ） A．U1＞U2，P1＜P2 B．P1＝P2 ，I1＜I2， C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2
解析：本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解. 因理想变压器电压与匝数的成正比关系，
U1 U2 ΔU n1 n2 Δn 现副线圈电压下降3V，故U1:n1=3:18，
解得：n1=1320匝。
18
例3、 有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副
线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通,
解见下页 19
解析： 电键接1时，灯均正常发光，表明 I1=I2', I2=4I1，n1/n2=I2/I1=4, 变压器为降压变压器
5.4《变压器》PPT课件(共38页)(共22张)
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
第4页，共22页。
3.电路图中符号
(fúhào)
n1
n2
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
铁芯与线圈互相绝缘
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？
第5页，共22页。
二、变压器的工作(gōngzuò)原 ------互感现象
n2 n3
n1=
第20页，共22页。
〖练习(liànxí)1〗如图所示，理想变压器的原线圈接上220V交流电压， 副线圈有A、B两组，A组接4Ω的电阻，B组接规格为“10V24W”的 灯泡。已知A组的线圈匝数为30匝，两端电压为6V，灯泡正常发光， 求原线圈的匝数和电流。
n1
U1n2 U2
220 30 6
n1
U1
n2U2 R
第13页，共22页。
【例1】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(yùndòng)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
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。
读数为3.6A
铁 芯
C
A
第15页，共22页。
图（a） 图（b）
五、几种(jǐ 常用变压 zhǒnɡ)
器1.自耦变压器
《变压器》PPT课件
绝缘材料及附件
油箱用于容纳变压器油和散热，冷却 装置则用于将变压器产生的热量散发 出去。
工作原理与电磁感应现象
工作原理
基于法拉第电磁感应定律，通过改变 变压器原边和副边的匝数比，实现电 压的变换。
电磁感应现象
当变压器原边绕组接通交流电源时， 会在铁芯中产生交变磁通，从而在副 边绕组中感应出电动势，进而实现电 能的传输和转换。
负载电流与电压变化
分析变压器在Байду номын сангаас载运行时，负载电流的变化对电压调整率的影响 。
负载损耗
阐述变压器负载时的铜损耗和附加损耗，以及其与负载电流、温 度的关系。
效率特性
分析变压器在不同负载下的效率变化情况，以及效率最高点的负 载率。
并联运行条件及优势探讨
并联运行条件
阐述变压器并联运行的条件，包括电压比、阻抗电压、接线组别等 需相同。
案例分享：成功解决某企业变压器故障问题
故障现象
某企业一台变压器在运行过程 中突然出现油温升高、声音异
常的现象。
故障诊断
经过外观检查、电气试验和油 化验分析等手段，诊断为绕组
局部短路故障。
处理过程
停电后对变压器进行解体检查 ，发现绕组绝缘损坏严重，局 部短路烧焦。对绕组进行更换 并修复其他受损部件后，重新 组装并进行电气试验，各项指
故障处理
探讨变压器发生故障时的处理方法，如绕组故障、铁芯故障、绝缘 故障等，以及预防措施。
04
变压器选型、安装与调试技 巧
选型依据和建议
负载需求
根据实际负载大小、性质以及变化情况，选择 适当容量的变压器。
电压等级
根据电力系统电压等级，选用相应电压等级的 变压器。
环境条件
油箱用于容纳变压器油和散热，冷却 装置则用于将变压器产生的热量散发 出去。
工作原理与电磁感应现象
工作原理
基于法拉第电磁感应定律，通过改变 变压器原边和副边的匝数比，实现电 压的变换。
电磁感应现象
当变压器原边绕组接通交流电源时， 会在铁芯中产生交变磁通，从而在副 边绕组中感应出电动势，进而实现电 能的传输和转换。
负载电流与电压变化
分析变压器在Байду номын сангаас载运行时，负载电流的变化对电压调整率的影响 。
负载损耗
阐述变压器负载时的铜损耗和附加损耗，以及其与负载电流、温 度的关系。
效率特性
分析变压器在不同负载下的效率变化情况，以及效率最高点的负 载率。
并联运行条件及优势探讨
并联运行条件
阐述变压器并联运行的条件，包括电压比、阻抗电压、接线组别等 需相同。
案例分享：成功解决某企业变压器故障问题
故障现象
某企业一台变压器在运行过程 中突然出现油温升高、声音异
常的现象。
故障诊断
经过外观检查、电气试验和油 化验分析等手段，诊断为绕组
局部短路故障。
处理过程
停电后对变压器进行解体检查 ，发现绕组绝缘损坏严重，局 部短路烧焦。对绕组进行更换 并修复其他受损部件后，重新 组装并进行电气试验，各项指
故障处理
探讨变压器发生故障时的处理方法，如绕组故障、铁芯故障、绝缘 故障等，以及预防措施。
04
变压器选型、安装与调试技 巧
选型依据和建议
负载需求
根据实际负载大小、性质以及变化情况，选择 适当容量的变压器。
电压等级
根据电力系统电压等级，选用相应电压等级的 变压器。
环境条件
课件5：5.4变压器
2
二、电压与匝数的关系 1．理想变压器 没有_能__量__损__失___的变压器． 2．电压与匝数的关系 原、n1副线圈的电压之比，等于两个线圈的_匝__数___之比，即：UU12＝ ___n_2__. 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫_降__压___变压器；副线圈 的电压比原线圈电压高的变压器叫__升__压__变压器．
3
要点 1、理想变压器工作时的几个关系 1．电压关系： (1)UU12＝nn12 (2)推导：若理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线 圈两端加交变电压U1，副线圈输出电压为U2.
同理，有几组副线圈时，有Un11＝Un22＝Un32……
4
2．功率关系： (1)P1＝P2 (2)推导： 根据能量守恒定律，对于没有能量损失的理想变压器，输入功 率等于输出功率，即P入＝P出，只有一个副线圈时，P1＝P2， 存在多个副线圈时P1＝P2＋P3＋…
19
解析： 灯泡正常发光，可得 UA＝UB＝UC＝UD，所以 U2 ＝2U3.由变压器的电压比公式nn23＝UU23＝2UU33＝21，所以 n2＝2n3. 同理，灯泡正常发光，功率相等，即 PA＝PB＝PC＝PD.由 P＝I2R， 得 IA＝IB＝IC＝ID，即 I1＝I2＝I3.由 U1I1＝U2I2＋U3I3 得 n1I1＝ n2I2＋n3I3，即 n1＝n2＋n3＝2n3＋n3＝3n3，所以 n1∶n2∶n3＝3∶ 2∶1.
答案： B
20
题后反思：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．
21
课堂小结
二、电压与匝数的关系 1．理想变压器 没有_能__量__损__失___的变压器． 2．电压与匝数的关系 原、n1副线圈的电压之比，等于两个线圈的_匝__数___之比，即：UU12＝ ___n_2__. 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫_降__压___变压器；副线圈 的电压比原线圈电压高的变压器叫__升__压__变压器．
3
要点 1、理想变压器工作时的几个关系 1．电压关系： (1)UU12＝nn12 (2)推导：若理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线 圈两端加交变电压U1，副线圈输出电压为U2.
同理，有几组副线圈时，有Un11＝Un22＝Un32……
4
2．功率关系： (1)P1＝P2 (2)推导： 根据能量守恒定律，对于没有能量损失的理想变压器，输入功 率等于输出功率，即P入＝P出，只有一个副线圈时，P1＝P2， 存在多个副线圈时P1＝P2＋P3＋…
19
解析： 灯泡正常发光，可得 UA＝UB＝UC＝UD，所以 U2 ＝2U3.由变压器的电压比公式nn23＝UU23＝2UU33＝21，所以 n2＝2n3. 同理，灯泡正常发光，功率相等，即 PA＝PB＝PC＝PD.由 P＝I2R， 得 IA＝IB＝IC＝ID，即 I1＝I2＝I3.由 U1I1＝U2I2＋U3I3 得 n1I1＝ n2I2＋n3I3，即 n1＝n2＋n3＝2n3＋n3＝3n3，所以 n1∶n2∶n3＝3∶ 2∶1.
答案： B
20
题后反思：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．
21
课堂小结
《变压器》ppt教学课件
环保化
随着环保意识的提高，对电力设 备的环保性能要求也越来越高。 变压器作为电力系统的核心设备， 其环保性能的提升也是未来的重
要发展趋势。
新材料应用
高导磁料
绝缘材料
高导磁材料可以提高变压器的磁性能， 减小变压器的体积和重量，提高其能 效。
新型绝缘材料可以提高变压器的绝缘 性能和耐热性能，从而提高变压器的 安全性和寿命。
如绕组、铁芯、变压器油等部件出现故障， 应根据具体情况进行修复或更换。
及时处理异常情况
如发现变压器存在异常现象，应及时进行处 理，防止故障扩大。
加强维护和保养
定期对变压器进行维护和保养，保持其良好 的运行状态。
提高运行管理水平
加强变压器的运行管理，合理配置保护装置， 提高变压器的安全性和稳定性。
06
03
变压器工作特性
电压变换特性
总结词
描述变压器如何通过电磁感应原理实现电压的升高或降低。
详细描述
变压器通过一次侧和二次侧的线圈之间的电磁感应原理，实现电压的升高或降低 。当变压器的一次侧线圈输入交流电时，产生变化的磁场，该磁场在二次侧线圈 中感应出相应的电压，从而实现电压的变换。
电流变换特性
总结词
《变压器》教学课件
目录
• 变压器概述 • 变压器组成结构 • 变压器工作特性 • 变压器运行与维护 • 变压器故障与处理 • 变压器发展趋势与新技术应用
01
变压器概述
变压器定义
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的设备，主要由初级和次级线圈 以及铁芯组成。
变压器在电力系统中的作用
铁芯的作用
铁芯在变压器中起到导磁 的作用，将一次侧和二次 侧的磁场联系起来，实现 能量的传输。
变压器课程课件-PPT精品文档
u N 2 0 e 2 2 d t
其中，i0— 空载电流；u20— 二次绕组的空载电压；r1— 一次绕组的 电阻。φm— 主磁通；φ1σ — 一次绕组漏磁通。
9
1、感应电动势与主磁通 空载运行时，忽略i0r1和e1σ
d m e N N s i n ( t 9 0 ) E s i n ( t π / 2 ) 1 1 1 m 1 m d t d m e N N s i n ( t 9 0 ) E s i n ( t π / 2 ) 2 2 2 m 2 m d t
UU /2 3 5 k V / 0 . 4 k V 1 N N
试求一次、二次绕组的额定电流。 解：
3 S 1 6 01 0 I N A2 . 6 4 A 1 N 3 3 U 33 51 0 1 N
3 S 1 6 01 0 I N A2 3 0 . 9 A 2 N 3 3 U 30 . 41 0 2 N
1
U E N 1 1 1 K U2 E N2 2
K——匝比
忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有： UI 1 1 U 2I2
二、变压器的分类
按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组 变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气 式变压器。
1—铁心柱 2—铁轭 3—绕组
5
1—信号式温度计 2—吸湿器
3—储油柜
4—油位计 5—安全气道
6—气体继电器
其中，i0— 空载电流；u20— 二次绕组的空载电压；r1— 一次绕组的 电阻。φm— 主磁通；φ1σ — 一次绕组漏磁通。
9
1、感应电动势与主磁通 空载运行时，忽略i0r1和e1σ
d m e N N s i n ( t 9 0 ) E s i n ( t π / 2 ) 1 1 1 m 1 m d t d m e N N s i n ( t 9 0 ) E s i n ( t π / 2 ) 2 2 2 m 2 m d t
UU /2 3 5 k V / 0 . 4 k V 1 N N
试求一次、二次绕组的额定电流。 解：
3 S 1 6 01 0 I N A2 . 6 4 A 1 N 3 3 U 33 51 0 1 N
3 S 1 6 01 0 I N A2 3 0 . 9 A 2 N 3 3 U 30 . 41 0 2 N
1
U E N 1 1 1 K U2 E N2 2
K——匝比
忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有： UI 1 1 U 2I2
二、变压器的分类
按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组 变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气 式变压器。
1—铁心柱 2—铁轭 3—绕组
5
1—信号式温度计 2—吸湿器
3—储油柜
4—油位计 5—安全气道
6—气体继电器
5.4 变压器
（1）变压器无漏磁 （2）变压器无铜损、铁损 ∽ U1
n1n2
U2
U1 n1 U 2 n2
当n2 >n1 时，U2>U1 当n2 <n1时，U2 <U1
升压变压器 降压变压器
3.功率关系
P入= P出
4.电流关系
I1 U 2 n2
I2
U1Байду номын сангаас
n1
此式只适用于有一个副线圈的变压器
三、几种常用的变压器
需改变电压，以适应各种不同的需要。
一、变压器的结构
原线圈
闭合铁芯
副线圈
电路图中变 压器符号：
n1
n2
无铁芯
n1 n2 有铁芯
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的互相感 应现象。
∽ U1 n1 n2 U2
电能
(U1、I1)
磁场能
(变化的磁场)
电能
( U2、I2)
理想变压器：
1.自耦变压器 特点：只有一个线圈，可升压，也可降压
2.电压互感器
属于小型降压变压器。原 线圈并联接在被测电路中，副 线圈接电压表。
3.电流互感器
属于小型升压变压器。原 线圈串联接在被测电路中，副 线圈接电流表。
例1.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比
为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额
题型 1 理定想变电压器压规律为的应2用20V，额定功率为22W；原线圈电路
【例 1】如中图，接一理有想变电压器压原副表线圈和的匝电数流比为表1∶2。，副现线圈闭电路合中接开有灯关泡，，灯灯泡 泡
额定电压为 2正20 V常，额发定功光率为。22若W；用原线U圈和电路I中分接有别电压表表和示电此流表时．现电闭合压开关表， 和
人教选修3-2 5.4变压器 课件(76张)
考查角度2 理想变压器的基本规律 【典例2】如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈 的匝数比n1∶n2=22∶1,原线圈接 u1=220 2 sin100πt(V) 的交流电,电阻R=10 Ω,电流表、电压表均 为理想电表,则 ( )
A.电压表的读数为10 2 V B.电流表的读数为22 A C.输出电流的频率为100 Hz D.变压器的输出功率为10 W
【正确解答】选D。原线圈电压有效值为U1=
220 2 2
V=
220 V,则次级电压有效值为:U2= n2 U1=10 V,则电压表
的读数为10 V,选项A错误;电流表n的1 读数I2= U2 =1 A,选
R
项B错误;输入、输出的频率不变,应为50 Hz,选项C错
误;变压器的输出功率为P=I2U2=10 W,选项D正确;故选 D。
A.电流表A1的示数为0.10 A B.电压表V1的示数为311 V C.电流表A1的示数为0.75 A D.电压表V2的示数为44 V
【解析】选A、D。由题意可知U1= Em =220 V,根据
U1 U2
n1 n2
1 000 5 200 1
得U2=44
2
V,故B错误,D正确。
I2= U2 =0.5 A,故C错误。根据
【易错提醒】 (1)变压器只能改变交变电流的电压不能在直流电路中 使用。 (2)原、副线圈的电压、电流发生变化,而频率不变。 (3)当副线圈有多个线圈时,电压关系仍适用,而电流 关系式 I1 n2 不再适用。
I2 n1
【过关训练】 1.关于变压器,下列说法不正确的是 ( ) A.变压器可以将交流电压升高或降低 B.升压变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数 C.理想变压器的输入功率和输出功率相等 D.不论是交流电还是直流电均能进行变压
课件9：5.4 变压器
电压互感器在运行时应严防短路，因短路时副线圈 电路阻抗大大减小，会出现很大短路电流，使副线 圈严重发热而烧毁，所以在电压互感器低压侧要装 保险丝．
基础巩固 1．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混 合气要靠火花塞点燃.但是汽车蓄电池的电压只有12 V, 不能在火花塞中产生火花，为此设计了如下图所示的 点火装置．这个装置的核心是一个变压器．它的初级 线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的 两端，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时， 开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花 了，下列说法正确的是（ ）
即 I1 n2 ，
I2 n1
当有多个副线圈时：I1U1＝I2U2＋I3U3＋……
得I1n＝I2n2＋I3n3＋……
例1.一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440 匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如下图所示． (1)当原线圈接在44 V直流 电源上时，电压表示数为 _______ V，电流表示数 为______ A. (2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数 为_______ V，电流表示数为_____ A．此时输入功 率为______ W，变压器效率为_____．
第五章 交变电流 4 变压器
导入新课：在我们使用的各种用电器中,所需的电源 电压可能各不相同，而日常生活中的电压是220 V， 怎么解决这样的问题呢？ 为解决这样的问题，我们需要引入变压器。
学习目标 1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解 变压器的工作原理. 2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它 解决相关问题. 3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、 副线圈的电流关系.
其能量转换方式为： 原线圈电能→磁场能→副线圈电能． 注意：变压器是依据电磁感应工作的．因此只能工 作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线 圈中的电流不变，在铁芯中不能引起磁通量的变化， 没有互感现象出现，变压器起不到变压作用．
5.4变压器
电源
U1
n2 n1
U2
U2 R
I2
I2U2
P出
P入
I1
讨论图所示变压器的电压、功率、 电流的关系？
n2
U1
A B
n1 n3
【例1】如图所示M为理想变压器， 原副线圈匝数比为22：1，电源电压 u＝311sin314t V不变，变阻器R的 最大阻值为10Ω。求当变阻器的滑 动头P从最下端向上移动时，各个电 表读数如何变化？
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.
三、理想变压器的变压规律
~ U1
n1
n2
U2
~
四、理想变压器的电流关系
I1 I2 n2
U1
n1
U2
五、变压器输入输出电压、电流、功率 大小之间的因果关系
I1 I2 n2
U1
n1
U2
变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系
1.U1由电源决定； U2＝（n2/n1 ） U1 2.U2由U1和匝数比决定； 3.I2由U2和负载决定；I2＝U2／R 4.输入功率P1由输出功率P2决定； P1＝P2 5.I1由I2和匝数比决定； I1＝（n2/n1）I2
【例2】理想变压器的原线圈接在220V 的市电上，向额定电压为1.8×104V的霓 虹灯供电，使它正常发光，为了安全， 需要在原线圈回路中接入熔断器，当副 线圈中电流超过12mA时，熔丝便熔断. （1）原、副线圈的匝数比为多少？ （2）熔丝的熔断电流是多大？
～
n1
n2
霓 虹 灯
课堂练习 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
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输出电压：U2.
问题：若给原线圈接直流电压 U1后，副线圈电压U2=？
二、变压器的工作原理 ------互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用 互感现象工作
U1
n1
n2 U2
变压器工作原理
铁芯 副 线 U2 圈
u
0
原 ∽U1线 圈
n 1 n2
t
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能
(U1、I1)
磁场能
(变化的磁场)
电能 （转换装置）
( U2、I2)
若从能的转化角度看，变压器是怎样转化 和传输能量的？ 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现 了电能到磁场能再到电能的转化． 有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部 分磁感线集中在铁芯内部，贯穿副线圈， 大大增强了变压器传输电能的作用。
理想变压器(即没有能量损失的变压器)。
理想变压器 （1）原副线圈没有电阻 （2）无磁通量漏失 （3）铁芯不发热
三、理想变压器的规律
原、副线圈中产生的感应电 动势分别是： E1=n1/ t E2=n2/ t U1=E1 U2=E2
I1
I2 n2 U2
U1 n1
E1 n1 E 2 n2
U1 n1 U 2 n2
若不考虑原副线圈的内阻
n2 U 2 U1 n1
n3 U 3 U1 n1
n1
n2
n3
U 1 n1 U 3 n3
根据P入＝P出得
I1U1 I 2U 2 I 3U 3
把
n2 U 2 U1 n1
和
n3 U 3 U1 n1
代入上式得
n3 n2 I 1U 1 I 2 U 1 I 3 U 1 n1 n1
I1n1 I 2 n2 I 3n3
四、几种常用变压器 1.自耦变压器
P
U1
A
B
U2
自耦变压器的 原副线圈共用一 个线圈
U1
n1
n2
U1 U2
n1
n2
U2
降压变压器
升压变压器
2.互感器 电 压 互 感 器
V 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
使用时把原线圈与 电路并联，原线圈匝 数多于副线圈匝数
练习
1.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
2.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 ） A、也能正常发光 B、较另三个灯暗些 C、将会烧坏 L1 D、不能确定
4. 输出功率决定输入功率; P1 P2与负载有关
I2＝U2／R
I1
I2 n 2U 2 R
n1 U1
5. 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：
5.4 变 压 器
用电器 随身听
额定电压 3V
用电器 机床上的照明灯
额定电压 36V
扫描仪
手机充电器 录音机
12V
4.2V 5 V 6V 9V 12V
电棍
黑白电视机显像 管 彩色电视机显像 管
3000V
几万伏 十几万伏
但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何 使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的 呢？
U
b
n1 n2
I 1 n2 I 2 n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
有多个副线圈的理想变压器的问题
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈 匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相 应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为 I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：
U 1 n1 U 2 n2
几种常见的变压器
一、变压器的构造和符号 1.示意图及结构及作用
电路图中符号
n1
U1n1n2 U2 Nhomakorabean2
n1
n2
铁芯与线圈互相绝缘
无铁芯
有铁芯
（1）原线圈（初级线圈）其匝数用n1表示 （2）副线圈（次级线圈）其匝数用n2表示 （3）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）
（4）输入电压：U1;
U1
n1
n2 U 2
(1) 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
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 --升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 --降压变压器
理想变压器输入功率应等于输出功率
即:
P入 = P出
U1I1=U2I2
I 1 U 2 n2 I 2 U 1 n1
(2)理想变压器原副线圈的电流跟它 们的匝数成反比
n1
n2 L2 L4 L3
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= _____， 180
3A 。 通过原线圈的电流 I1 =______
4、 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P1将分别是： D
I1
n2
n1 n3
I3
2.24A
6.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为4: 1，原线圈中的电阻A与副线圈中的负载电阻B 阻值相等。a b端加一交流电压U后，
（1）两电阻消耗的功率之比为多少？ （2）两电阻两端电压之比为多少？ （3）B电阻两端电压为多少？
（1）1:16
a
A B
（2）1:4
4 UB U 17
（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）n2 ＝1320匝 n3= 72匝 （2）I1=0.095A
n2
n1 n3
7、一台理想变压器原线圈匝数n1＝1100 匝，两个副线圈的匝数分别是n2＝60匝， n3＝600匝。若通过两个副线圈中的电流 分别为I2＝1A，I3＝4A，求原线圈中的 I2 电流。
A.U C.U
增大,I 增大,P1 增大 减小、I 减小、P1 减小
B.U D.U
不变,I 减小,P1 增大 不变、I 减小、P1不变 S
A
~
V
R1 R2
变压器输入输出电压、电流、功率大小之 间的因果关系 1. 电源决定U1； U1与负载无关 2. U1和匝数比决定U2; U2与负载无关
3. U2和负载决定I2；