《变压器》PPT课件

用电器 机床上的照明灯 防身器
额定工作电压 36V 3000V
黑白电视机显像管 几万伏 彩色电视机显像管 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？
几种常见的变压器
一、变压器的构造 1.示意图
原 线 圈
2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘 铁 硅钢片叠合而成）
流通过。
例题2、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图 （a）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线 C 绕了3匝，则 A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （b）的读数为3.6A
则I1=（P2+P3）/U1=0.095A
〖练习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。
U1n2 220 30 n1 1100匝 U2 6
5
实验结论：
V1
V2
原副线圈两端电压之比等于 这两个线圈的匝数比。
三、理想变压器的变压规律 原、副线圈中产生的感应 电动势分别是： E1=n1/t E2=n2/t
I1
I2 n2 U2
U1 n1
E1/n1= E2/n2
原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0
则U1=E1
则U2=E2
E2=U2 +I2r2 ≈U2 副线圈回路有：
I 1/ I 2= U2 / U 1= n2 / n1
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝 数成反比 I /I =n /n
1 2 2 1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
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。
铁 芯
A
图（ a ） 图（ b ）
五、几种常用变压器 1.自耦变压器
P
问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器？
U1
A
B
U2
自耦变压器的 原副线圈共Baidu Nhomakorabea一 个线圈
n2
U1
n1
n2
U2
U1
n1
U2
降压变压器
升压变压器
2.互感器
V
A
使用时把原线圈与 电路并联，原线圈匝 数多于副线圈匝数
电压互感器
U1
【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
闭合铁芯实现了电能---磁场能---电能的转换， 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝 大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失 很小，为了便于研究，物理学中引入了一种 理想化模型------理想变压器。 理 想 变 压 器 无磁损 下面我们定 量分析理想 变压器的变 压规律。
无铁损
无铜损
研究原副线圈两端电压关系的实验 1 2 3 4 次数 U1 U2
U1 n1 2 U 3 n3
由（ 1）（2）式得：
U 2 n2 ＝ (3) U3 n3
根据P入＝P出得
I1U1＝I2 U2＋I3U3 --------（4）
将（ 1）（3）式代入（4）式得
n3 n1 I1U 2 I 2U 2 I 3U 2 n2 n2
所以有：U2=6V，U3=12V 根 据 原 、 副 线 圈 电 压 与 匝 数 的 关 系 ， 有 ： U1/U2=n1/n2 n1= U1n2/U2=1320匝。 U3/U2=n3/n2，n3= U3n2/U2=72匝。 （2）根据能量守恒，有P入=P出。即I1U1=P2+P3， n2 n1 n3
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 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1· U1 4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定； I1＝n2/n1· I2
I1 n1
I2 n 2U 2 R
芯
n2 U2 ∽
∽ U1
n1
（2）原线圈（初级线 副 圈）：其匝数用n1表示
线 圈
（3）副线圈（次级线 圈）：其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
n2
∽ U1
n1
n2
U2 ∽
铁芯与线圈互相绝缘 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？
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
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/U2= n1/n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: P出= P入 U1I1=U2I2
U2 6 P2＝ ＝ ＝9W R 4
I2 U 2＋I3 U3 9＋24 I1＝ ＝ ＝0.15A U1 220
2
2
小结：
1.变压器的结构和工作原理
2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律 3.理想变压器的变压和变流规律
I1n1 I 2n2 I3n3
例3、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。
解：（1）由于两灯均正常发光，
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
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）到磁场能 （变化的磁场）再到电 能（ U2、I2）转化。
∽ U1
n1
n2
U2
∽
副 原 线 线 铁芯 圈 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 ？
变压器
学习目标
1、了解变压器的构造及工作原理
2、知道理想变压器的电压、电流与匝数 的关系 3、能依据理想变压器的工作规律解决实 际问题
复习回顾
1产生感应电动势的条件是什么? 回路磁通量发生变化
用电器 随身听 扫描仪 手机充电 器 录音机
额定工作电压 3V 12V 4.2V 4.4V 5.3V 6V 9V 12V
使用时把原线圈与 电路串联，原线圈匝 数少于副线圈匝数
电流互感器
六、解决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：
U1 n1 1 U 2 n2