3.3变压器(共23张PPT)

(共23张PPT)
变压器
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？
各种用电器的额定电压
变压器
城乡变压器
各式变压器
变电站的大型变压器
可拆变压器
铁芯
原线圈
副线圈
1.构造
（1）闭合铁芯：绝缘硅钢片叠合而成
（2）原线圈(初级线圈)：与交流电源相连的线圈叫做原线圈也叫初级线圈
（3）副线圈(次级线圈)：与负载相连的线圈叫做副线圈也叫次级线圈
观察变压器结构
2.示意图
(1)原线圈(初级线圈)
(2)副线圈(次级线圈)
U1
U2
n1
n2
原线圈
副线圈
∽
~
观察变压器结构
其匝数用n1表示
原线圈两端的电压叫变压器
的输入电压U1
其匝数用n2表示
副线圈两端的电压叫变压器
的输出电压U2
3.符号
问题：变压器原副线圈不相通，那么给原线圈接交变电源，副线圈链接一个小灯泡，通电后，小灯泡会发光吗，为什么？
n1
n2
n1
n2
~
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
变压器的工作原理
U2
U1
×
～
——互感现象
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2
n1
n2
∽
0
e
t
t1
t2
t3
t4
若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2
=0
变压器的工作原理
转化
转化
电能 → 磁场能 → 电能
理想变压器
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。
1.实际中的变压器：
理想变压器没有能量损失，工作效率为100%
理想变压器规律
（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
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，
理想变压器规律
（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
∽
f 1
f 2
f 1 = f 2
变压器不能改变交变电流的频率
（三）电压关系
理想变压器规律
实验探究线圈两端的电压与线圈匝数有什么关系？
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
实验结论
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
∽
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器
2、n2 结论：理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比
注：
原副线圈的磁通量变化率相同，即▽Φ1/ ▽t = ▽Φ2/ ▽t
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
1.自耦变压器
U1
U2
n1
n2
升压变压器
n1
n2
U1
U2
降压变压器
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
几种常见变压器
U2
U1
A
B
P
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
1.变压器的结构：主要由闭合的铁心和原副线圈组成。
2.变压器原理：
3.理想变压器特点：
利用互感现象实现电能到磁场能到电能的转化和传递。
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
4.理想变压器规律：
①功率关系：
P入= P出
②频率关系：
f 1 = f 2
③电压关系：
④电流关系：
5.几种常见变压器
例1、理想变压器在正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量是（　　）
课堂练习
A．每匝线圈中磁通量的变化率
B．交变电流的频率
C．原线圈的输入功率，副线圈的输出功率
D．原、副线圈中的感应电动势
n1
n2
D
例2、如图所示，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，电流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示数为（ ）
A、2mA
B、0mA
C、48mA
D、与负载R的值有关
B
例3、在图甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示。已知变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=10：1，串联在原线圈电路中电流表A1的示数为1A，下列说法正确的是（　　）
A．电压表V的示数为200 V
B．变压器的输出功率为200 W
C．变压器输出端交流电的频率为100 Hz
D．电流表A2的示数为0.1 A
B
谢 谢