人教版（2019）选修第二册 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
变压器
城乡变压器
可拆式变压器
变电站的大型变压器
手机充电器
2.示意图
铁芯
原线圈
副线圈
3.电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
1.构造：
（1）闭合铁芯
（2）原线圈(初级线圈)
与交流电源连接
（3）副线圈(次级线圈)
与负载连接
n1
n2
n1
n2
无铁芯
有铁芯
原线圈
副线圈
铁芯
~
U1
U2
n1
n2
~
互感现象：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。
思考：如果输入直流电，会出现什么情况？
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)
U2＝0
理想变压器
如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。
无铜损、磁损、铁损
1、原副线圈没有电阻；
2、无磁通量漏失；
3、铁芯不发热。
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2
n1
n2
~
因为原副线圈共用一个闭合铁芯，所以原副线圈中的磁通量 ，磁通量的变化量 、磁通量的变化率 / t都相同。
原、副线圈中产生的感应电动势分别是：
E1=n1 / t
E2=n2 / t
若不考虑原副线圈的内阻，则：
U1=E1
U2=E2
变压规律：原副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比。
当n2 >n1 时，U2>U1
当n2 当n2 = n1时，U2=U1
—— 升压变压器
—— 等压变压器
—— 降压变压器
又因
所以
P2=
U2I2
P1=
U1I1
P2
P1=
即：原、副线圈中的电流之比跟它们的线圈匝数成反比。
U2
U1
忽略铁损：
由于能量守恒，原、副线圈功率相等
I1
I2
n1
n2
U1
I1
I2
n1
n2
U2
R
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
如图是一个理想变压器的电路图，若A、B两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为 （ ）
A. 5 1
B. 1 5
C. 4 1
D. 1 4
n1
n2
U
A
B
C
思考：1.每个灯功率是P，则AB端输入的功率为多大？
2.AB端输入电压U，则每个灯两端电压是多大？
1.自耦变压器
U2
U1
A
B
P
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
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
（为了安全，互感器的铁壳和副线圈应该接地。）
一、降低输电损耗的两个途径
1.输送电能的基本要求
(1)可靠：保证供电线路可靠地工作，少有故障.
(2)保质：保证电能的质量—— 和 稳定.
(3)经济：输电线路建造和运行的费用低， 损耗小.
2.输电线上的功率损失：ΔP＝ ，I为输电电流，r为输电线的电阻.
3.降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的 ：在输电距离一定的情况下，为了减小 ，应当选用 的金属材料，还要尽可能增加导线的 .
(2)减小输电线中的 ：为减小输电 ，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要提高 .
二、电网供电
1.远距离输电的基本原理：在发电站内用 变压器 ，然后进行远距离输电，在用电区域通过 变压器降到所需的电压.
2.电网：通过网状的输电线、 ，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电 .
3.电网输电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益.
(2)减小 的风险，调节不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量.
(3)合理调度电力，使 的供应更加可靠，质量更高.