理想变压器

输入功率=输出功率 P =P 输入功率= 入 出 理 想 变 压 器 的 基 本 关 系
U n I n 1 = 1; 1 = 2; 电压跟匝数成正比： 电压跟匝数成正比： U n I2 n 2 2 1
电流跟匝数成反比： 电流跟匝数成反比：
n 1 >n降 增 2 压 流 只一原一副成立) (只一原一副成立) n 1 <n升 减 2 压 流
(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
ε = U1 +I1r = 226 + 24 × 1 = 250 V
电场能
最大
零
最大
零
最大
磁场能 振荡过程
零
最大
零
最大
零
q(U.E)与 q(U.E)与 q—t图 t i—t图 t u—t图 t i的变化 永远相反
七．电磁场及电磁波
麦克斯 韦的电 磁场 理论 电磁场 变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场. 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（ （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（ （ 均匀变化的电 （ 磁 ） 场能够产生正弦稳定的磁 （电）场）. 变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场. 变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场.
③ P 随 P 的增加而增加， 入 出 的增加而增加，
2 P =P =U / R=( ) 2 入 出 n R 1 负 2 n 2U 2 1
四．变压器的应用
示意图 自耦 变压 器 电压 互感 器
工作原理 通过自感变压， 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， 把高电压变为低电压，用 伏特表测得低电压U 伏特表测得低电压U2 ，再 根据铭牌上变压比U 根据铭牌上变压比U1/ U2， 算出被测高电压(n 算出被测高电压(n1>n2)
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
2
初级接升压变压器， 初级接升压变压器，到用户再用降压变压器低压配电
η 电= 输
P P (P −P ) 用 × 0 %= 4 = 2 损 × 0 % 10 10 P P P 1 2 2
练习： 练习： 如下图所示为一理想变压器， 1．如下图所示为一理想变压器，K为单刀双 掷开关， 为滑动变阻器的滑动触头. 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， 为原线圈中的电流强度则： 线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度则： （ ABD ） (A).保持U 的位置不变， (A).保持U1及P的位置不变， 合到b 将增大. k由a合到b时， I1将增大. (B).保持U1及p的位置不变， (B).保持U 的位置不变， 合到a 消耗的功率减少. k由b合到a时，R消耗的功率减少. (C).保持U 不变， (C).保持U1不变，k于a处， 上滑则I 将增大. 使p上滑则I1将增大. (D).保持p位置不变， (D).保持p位置不变，k于a处， 增大， 增大. 若U1增大，则I1增大.
电流 互感 器
把大电流变成小电流， 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I 流比I1/I2 ，算出被 测大电流(n1<n2)
远 距 离 输 电
U n 1 = 1 U n 2 2 I n 1 = 2 I2 n 1
U n 3 = 3 U =U −I(2 ) r 3 2 U n 4 4
有一台内阻为1 的发电机, 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 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 输电线的总电阻R= R=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 22个班 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： 若保证全部电灯正常发光则： 发电机输出功率多大? （1）发电机输出功率多大? 发电机电动势多大? （2）发电机电动势多大? 输电效率是多少? （3）输电效率是多少?
在振荡电路产生振荡电流的过程中, 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 的电荷及它产生的电场， 的磁场，都在作用周期性的变化,称为电磁振荡. 的磁场，都在作用周期性的变化,称为电磁振荡. (1)振荡过程是电场能与磁场能周期性交替转化过程 (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 振荡过程中与电场能相关的物理量： (2)振荡过程中与电场能相关的物理量：电容器的电 电压， 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. 按正弦规律变化.
振荡过 程的描 述
电磁振荡 的周期、 的周期、 频率
1 T=2 L f = π C 2 L π C
L 线 自 系 单 :H : 圈 感 数 位 由 身 素 定 本 因 决 C 电 器 容 单 :F : 容 电 位
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 振荡及线圈电阻不计,某瞬 如图,LC振荡电路:其中导线及线圈电阻不计, ,LC振荡电路 间回路中的电流方向如箭头所示,且电流正在增大. 间回路中的电流方向如箭头所示,且电流正在增大. 则( )
A.这时电容器A板带负电荷,B板带正电荷. 这时电容器A板带负电荷,B板带正电荷. ,B板带正电荷 B.因电流正在增大,故M,N间的电势差也随之增大. 因电流正在增大, M,N间的电势差也随之增大. 间的电势差也随之增大 C.题中所述时刻,线圈中产生的感生电动势正在变小. 题中所述时刻,线圈中产生的感生电动势正在变小. D.题中所示情况N点的电势大于M点的电势. 题中所示情况N点的电势大于M点的电势.
t=0
T t= 4
T t= 2
3 t= T 4
t=T
C 电 C 向 C 向 C 电 放 反 反 充 最 → → 大 零 最 多 零 最 → → 多 充 电 放 电
L 电 L 电 L 向 L 向 充 放 反 反 i =0 → 向 大 i =0 → 向 大 i =0 正 最 → 反 最 → 充 电 放 电
(3): η =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
利用电容器充， 利用电容器充，放电和 线圈自感作用产生振荡 电流——原理. 原理. 电流 原理 振荡电路 (LC电路 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路， LC电 电路) (LC电路) 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，如LC电 给电容器充电后再接2 就可以在LC 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. 路发生电磁振荡.
I2 =I3
P =P −P 3 2 损
I3 n = 4 I4 n 3
P =P 1 2
p =p 4 3
工 作 原 理
在远距离输电中，为传送一定的电功率，尽量减少输 在远距离输电中，为传送一定的电功率， 电线上的损失，而采取的高压输电措施. 电线上的损失，而采取的高压输电措施.
P 2 P =I R =( 输) R 损 线 线 U 输
高三物理人教版
理想变压器
教师： 授课教师：季茹
闭合铁芯上绕两组线圈就 构成变压器. 构成变压器.与交流电电 基 本 构 造 源相接的原线圈称为初级， 源相接的原线圈称为初级， 另一线圈（副线圈） 另一线圈（副线圈）称为 次级，次级接负载电阻. 次级，次级接负载电阻.
工 作 原 理
原线圈加上交变电压， 原线圈加上交变电压 ， 通过线圈的交流 电流在铁芯中形成变化的磁通量， 电流在铁芯中形成变化的磁通量 ， 副线 圈经互感， 产生交流电， 圈经互感 ， 产生交流电 ， 副线圈相当一 新的电源. 新的电源.
形成 电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波. 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； 电磁波是横波； 特 （2）电磁波是在真空中传播的速度; 电磁波是在真空中传播的速度;c=30 × 0 m s 真空中传播的速度 . 0 18 / 磁 不同的电磁波在其它介质中传播速度不同. λf=c →不同的电磁波在其它介质中传播速度不同. 由波源决定; 由介质和频率决定; 决定. 波 点 f:由波源决定;v由介质和频率决定;λ由v和f决定. 电磁波传播不依赖于介质. (3)电磁波传播不依赖于介质.
K接1：使C充电直到Q、E、U最大. 充电直到Q 最大. 放电，由于L的自感阻碍C放电， 逐渐增大， K接2：C放电，由于L的自感阻碍C放电，i逐渐增大，
E 场 → 磁 电 E 场
化 转
最大时，磁场能最大，而后反向对C 当i最大时，磁场能最大，而后反向对C充电时 由于自感， 逐渐减少. 由于自感，i逐渐减少. E i=0 中电量Q最大， 、 都达到最大， 当i=0时，C中电量Q最大，电 U都达到最大， 而后反向放电. 而后反向放电. 逐渐增到最大时Q= Q=0 正向充电Q 当i逐渐增到最大时Q=0，I对C正向充电Q最大 i=0 完成一个周期的振荡. 时i=0，完成一个周期的振荡.
若一原几副时： 若一原几副时：
U n U n 1 1 1 1 = ; = U n U n 2 2 3 3
I U =I2 2+I3 3 U U 1 1
① U 由电源决定 U ,U 由电源 1 2 3 和匝数比决定与负载无关 规 律 随负载变化， ② I ,I2 随负载变化， 1
I 由 2 负 电 决 ;I由 与 数 决 2 U与 载 阻 定1 I2 匝 比 定 若负 → →1 → 2 R ↓ I2 ↑ I ↑ P ↑
练习: 练习: 1.某一时刻,LC回路中振荡电流i的方向和电容两 某一时刻,LC回路中振荡电流i ,LC回路中振荡电流 板上的带电情况如图所示,振荡电流如何变化? 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? 电场能怎样变化? 答:_____________________________. _____________________________.