3.3变压器课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
用电器 额定工作电压 用电器 额定工作电压
随身听 3V 机床上的照明灯 36V
扫描仪 12V 防身器 3000V
手机充电器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 几万伏
录音机 6V 9V 12V 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？
新课导入
大型电力油浸变压器 (110 kV)
实验室可拆卸变压器
各式变压器
一、变压器的构造
铁芯
原线圈
副线圈
1.构造：
(1) 闭合铁芯
(2) 原线圈(初级线圈)
(3) 副线圈(次级线圈)
课堂探究
2.示意图
3.电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
n1
n2
U1
U2 ∽
n1
n2
∽
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？
原线圈
接
交流电
原线圈
中的磁场
发生改变
在铁芯中
产生变化
的磁通量
副线圈
产生感应
电动势
副线圈
的磁通量发生改变
副线圈
有
感应电流
U2
U1
×
～
二、变压器的工作原理
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
(U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
～
～
——互感现象
思考：若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2 ？
U2＝0
P59思考：原、副线圈没有导线连接，在变压器中能量是如何转化的？
二、变压器的工作原理
三、实验探究线圈两端的电压与线圈匝数的关系---视频
三、实验探究线圈两端的电压与线圈匝数的关系---视频
实验思路：
给原线圈通一定大小的交流电压，通过改变原副线圈的匝数，分别测出副线圈两端的电压，来探究线圈两端的电压与线圈匝数的关系。
V
～
n1
n2
实验电路图：
实验数据：
n2/匝 U2/V U1/U2 n1/ n2
100
400
10
20
30
U1=220V n1=1600匝
12.4
53.2
1.34
2.70
4.05
17.7
4.1
164
81
54.3
16
4
160
80
53.3
误差允许范围内
误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2
n1
n2
∽
实验结论：
结论：变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比
线圈有电阻、
铁芯内产生涡流、
铁芯导磁过程存在“漏磁”等
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2
n1
n2
∽
变压器在忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情况下，称为理想变压器。
理想变压器特点：
（1）变压器铁芯内无漏磁；
（2）原、副线圈不计内阻；
（3）忽略铁芯产生的热量。
实际中的变压器：
理想变压器没有能量损失，工作效率为100%
四、理想变压器
（一）功率关系
理想变压器无能量损失，
所以输入功率等于输出功率。
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2
n1
n2
∽
P入
P出
P入= P出
原线圈输入功率也为零。
注：
3.对有多个副线圈输出时，输入功率等于副线圈上输出功率之和。即：P入=P出1+P出2+…+P出n
2.变压器的输入功率由输出功率决定。
输出功率为零，
1.当副线圈为断路时，
(二) 频率关系
在原线圈中接上周期性变化的电流在副线圈中激发出同频率的交流电。
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2
n1
n2
∽
f1
f2
变压器不能改变交变电流的频率
f1= f2
(三) 电压关系
原、副线圈的电压比等于匝数比,
公式：,与负载、副线圈的个数无关
理想变压器输入功率等于输出功率
即:
U1I1=U2I2
P入= P出
理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
此公式只适用于一个副线圈的变压器
(四) 电流关系
有多个副线圈时：
由P入=P出得I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn或I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn
1.自耦变压器
U1
U2
n1
n2
n2 >n1 U2>U1
升压变压器
n1
n2
U1
U2
n2 降压变压器
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
U2
U1
A
B
P
五、几种常见变压器
2.互感器
A
电流互感器
电压互感器
V
使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数