物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3变压器（共26张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3变压器（共26张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 79.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-14 12:19:56 | ||
图片预览
文档简介
(共26张PPT)
第三章 交变电流
选择性必修二
第三节 变压器
街头变压器
各式变压器
可拆式变压器
变电站的大型变压器
认识变压器
1.变压器的组成
一、变压器的构造和原理
①铁芯：由绝缘硅钢片叠合而成
②原线圈：与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈
③副线圈：与负载相连的线圈，也叫次级线圈
U1
U2 ∽
n1
n2
∽
(1)原线圈
(2)副线圈
①匝数用n1表示
②输入电压：U1
①匝数用n2表示
②输出电压U2
2.示意图
U1
U2 ∽
n1
n2
∽
n1
n2
电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
问题2：变压器原、副线圈并不相通，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？
问题1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
原线圈接交变电源
3.变压器的原理
原线圈中产生交变磁场
铁芯构成磁回路
副线圈产生
交变感应电动势
I1
I2
原线圈
副线圈
铁芯
变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象
能量
一个线圈电流的变化导致相邻线圈的磁通量发生变化，而在该相邻两个线圈中都产生感应电动势的现象，称为互感现象。
注意：
（1）变压器不改变交变电流的周期和频率。
（2）变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。
（3）变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。
变压器的作用：
改变交变电流的电压
【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
B
二、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1.电压与匝数的关系
忽略能量损失造成的误差，在理想情况下，
变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。
U2
R
U1
n1
n2
实验分析
理想模型
理想模型
理想变压器
理想变压器
①铁芯内无漏磁（无磁损）
②原、副线圈无电阻发热（无铜损）
③铁芯中无涡流发热（无铁损）
没有能量损耗
ΔΦ1=ΔΦ2
(理想变压器)
无漏磁
E=U
无电阻
理论分析
设穿过原线圈磁通量为Φ1，穿过副线圈磁通量为Φ2。
由法拉第电磁感应定律得：
U2
R
U1
n1
n2
2.电压与匝数的关系
原线圈 E1=
副线圈 E2=
(1)n2 >n1 U2>U1——升压变压器
(2)n2新课讲授
3.升压变压器和降压变压器
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(选填“na”或“nb”)．
【例2】为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，必须要选用的是________．
A．有闭合铁芯的原、副线圈
B．无铁芯的原、副线圈
C．交流电源
D．直流电源
E．多用电表(交流电压挡)
F．多用电表(直流电压挡)
用匝数na＝60和nb＝120的变压器，实验测量数据如下表，
ACE
nb
(1)输入功率P1等于输出功率P2
即:
U1I1=U2I2
P1= P2
三、理想变压器原、副线圈的功率和电流关系
(2)原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比
I2
U2
R
U1
n1
n2
I1
注意：1、此式只适用于有一个副线圈的变压器，不适用于有多个副线圈的变压器。
2、匝数多电流小可用细导线，匝数少电流大需用粗导线
→ U1 U2
→ I2 决定 I1
→ P出决定P入
②功率关系：
P入=P出
四、理想变压器的三个关系式及决定关系
I2
U2
R
U1
n1
n2
I1
决定
①电压关系：
③电流关系：
A．12.44 A B．8.80 A
C．2.00 A D．2.83 A
【例3】如图所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝22∶5，原线圈接在u1＝220sin 100πt (V)的交流电源上，电阻R＝25 Ω，A为理想电流表，则A的示数为( )
C
A．电流表的示数为1 A
B．原线圈的输入功率为220 W
C．电压表的示数为110 V
D．副线圈输出交流电的周期为50 s
【例4】如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220·sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )
A
五、有多个副线圈的理想变压器的特点
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，例如：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：
【例5】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。
六、两种特殊的变压器
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
【例6】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
图（a）
A
铁芯
图（b）
C
作业：
《课时作业》
《绿色通道》
第三章 交变电流
选择性必修二
第三节 变压器
街头变压器
各式变压器
可拆式变压器
变电站的大型变压器
认识变压器
1.变压器的组成
一、变压器的构造和原理
①铁芯：由绝缘硅钢片叠合而成
②原线圈：与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈
③副线圈：与负载相连的线圈，也叫次级线圈
U1
U2 ∽
n1
n2
∽
(1)原线圈
(2)副线圈
①匝数用n1表示
②输入电压：U1
①匝数用n2表示
②输出电压U2
2.示意图
U1
U2 ∽
n1
n2
∽
n1
n2
电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
问题2：变压器原、副线圈并不相通，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？
问题1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
原线圈接交变电源
3.变压器的原理
原线圈中产生交变磁场
铁芯构成磁回路
副线圈产生
交变感应电动势
I1
I2
原线圈
副线圈
铁芯
变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象
能量
一个线圈电流的变化导致相邻线圈的磁通量发生变化，而在该相邻两个线圈中都产生感应电动势的现象，称为互感现象。
注意：
（1）变压器不改变交变电流的周期和频率。
（2）变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。
（3）变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。
变压器的作用：
改变交变电流的电压
【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
B
二、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1.电压与匝数的关系
忽略能量损失造成的误差，在理想情况下，
变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。
U2
R
U1
n1
n2
实验分析
理想模型
理想模型
理想变压器
理想变压器
①铁芯内无漏磁（无磁损）
②原、副线圈无电阻发热（无铜损）
③铁芯中无涡流发热（无铁损）
没有能量损耗
ΔΦ1=ΔΦ2
(理想变压器)
无漏磁
E=U
无电阻
理论分析
设穿过原线圈磁通量为Φ1，穿过副线圈磁通量为Φ2。
由法拉第电磁感应定律得：
U2
R
U1
n1
n2
2.电压与匝数的关系
原线圈 E1=
副线圈 E2=
(1)n2 >n1 U2>U1——升压变压器
(2)n2
3.升压变压器和降压变压器
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(选填“na”或“nb”)．
【例2】为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，必须要选用的是________．
A．有闭合铁芯的原、副线圈
B．无铁芯的原、副线圈
C．交流电源
D．直流电源
E．多用电表(交流电压挡)
F．多用电表(直流电压挡)
用匝数na＝60和nb＝120的变压器，实验测量数据如下表，
ACE
nb
(1)输入功率P1等于输出功率P2
即:
U1I1=U2I2
P1= P2
三、理想变压器原、副线圈的功率和电流关系
(2)原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比
I2
U2
R
U1
n1
n2
I1
注意：1、此式只适用于有一个副线圈的变压器，不适用于有多个副线圈的变压器。
2、匝数多电流小可用细导线，匝数少电流大需用粗导线
→ U1 U2
→ I2 决定 I1
→ P出决定P入
②功率关系：
P入=P出
四、理想变压器的三个关系式及决定关系
I2
U2
R
U1
n1
n2
I1
决定
①电压关系：
③电流关系：
A．12.44 A B．8.80 A
C．2.00 A D．2.83 A
【例3】如图所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝22∶5，原线圈接在u1＝220sin 100πt (V)的交流电源上，电阻R＝25 Ω，A为理想电流表，则A的示数为( )
C
A．电流表的示数为1 A
B．原线圈的输入功率为220 W
C．电压表的示数为110 V
D．副线圈输出交流电的周期为50 s
【例4】如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220·sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )
A
五、有多个副线圈的理想变压器的特点
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，例如：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：
【例5】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。
六、两种特殊的变压器
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
【例6】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
图（a）
A
铁芯
图（b）
C
作业：
《课时作业》
《绿色通道》