4.2 变压器 课件 (2)

课件44张PPT。第2节　变压器目标导航
1.知道变压器的构造及几种常见变压器，理解变压器的工作原理.
2.理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它们分析解决有关变压器,问题.（重点＋难点）一、变压器的结构与工作原理
1.变压器的结构
由闭合______和绕在其上的两个(或两个以上)的______组成．
(1)原线圈：与_______相连的线圈，又叫
__________．铁芯线圈电源初级线圈(2)副线圈：与_______相连的线圈，又叫___________．
(3)输入电压与输出电压：_______两端的电压叫______电压，用____表示；_______两端的电压叫输出电压，用___表示．负载次级线圈原线圈输入U1副线圈U22.变压器的工作原理
当原线圈两端加上交变电压时，就有_________通过原线圈，并在铁芯中产生交变磁场，铁芯中就有变化的________，这个变化的________同样会穿过副线圈，并在副线圈上产生____________．
3.理想变压器：没有__________的变压器．交变电流磁通量磁通量感应电动势能量损失想一想
1．为什么变压器的铁芯必须是闭合的？
提示：为了减小漏磁而造成的能量损失．想一想
2．通常情况下，变压器主要有哪些方面的能量损失？
提示：磁场漏到铁芯以外的损失，即漏磁；变压器绕组有电阻，电流流过时要产生热量,即铜损；铁芯中因产生涡流而消耗电能，即铁损．二、变压器电压与匝数的关系无漏磁无电阻P1＝P2想一想
3.变压器的原副线圈连在一起吗？是原线圈中的电流跑到副线圈中去了吗？
提示：变压器的原副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，是利用了互感现象在副线圈上感应出电流的，并不是原线圈的电流直接跑到副线圈中去．三、常见的变压器
1.升压、降压变压器
n2＞n1，________，是升压变压器．
n2＜n1，________，是降压变压器．
2.自耦变压器：_________绕组的变压器为自耦变压器．U2＞U1U2＜U1只有一个想一想
4．自耦变压器有哪些优缺点？
提示：优点是可以连续调节输出电压，缺点是低压端与高压端直接有电的联系，不够安全．要点一　理想变压器的特点及工作原理
学案导引
1.副线圈中的电流是直接从原线圈传过来的吗？
2.变压器能不能改变恒定电压？1.理想变压器的特点
(1)没有漏磁，即通过原、副线圈的每一匝的磁通量都一样；
(2)原、副线圈没有电阻，即忽略原副线圈中的焦耳热损耗(铜损)；
(3)铁芯中无磁损耗，也不产生涡流；
(4)理想变压器是一种理想化模型．2.工作原理
变压器工作原理的物理过程示意图如图所示.原线圈上加交变电压U1产生交变电流；铁芯中产生交变磁场即产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势U2；当副线圈接负载时，副线圈相当于交
流电源向外界负载供电．由于铁芯闭合，在不考虑铁芯漏磁的情况下,穿过原、副线圈的每匝线圈的磁通量及其变化率均相同，因此在原线圈上所加的交流电压值与原线圈匝数不变的情况下，副线圈上产生的交变电压与副线圈的匝数成正比．这样可以通过绕制不同匝数的副线圈来得到各种数值的交变电动势，从而改变交流电的电压．要强调的是：从能量转换角度看，变压器是把电能转化为磁能，再将磁能转化为电能的装置，一般地说，经过转换后电压、电流均发生了变化．特别提醒：(1)变压器不能改变直流电压．
(2)变压器不改变交变电流的频率．
(3)变压器的原、副线圈分属于两个闭合回路,不是把电能直接地从原线圈传递到副线圈，而是在原线圈把电能转变为磁场能，通过电磁感应在副线圈中再把磁场能转变为电能． (2012·北海高二期末)如图所示，理想变压器的原线圈两端接平行直导轨,导轨处于匀强磁场中，副线圈上接电阻R和电压表，当导体棒ab运动时，下列说法中正确的是(　　)A．导体棒ab匀速运动时，电压表有示数
B．导体棒ab匀速运动时，电压表没有示数
C．导体棒ab做加速运动时，电压表没有示数
D．导体棒ab做减速运动时，电压表没有示数
【思路点拨】　电压表有无示数的条件是看穿过副线圈的磁通量是否发生变化，即原线圈中的电流是否变化．【精讲精析】　导体棒ab运动切割磁感线时,产生感应电动势E＝BLv.若ab匀速运动，感应电动势E不变，原线圈中电流也不变，因此穿过副线圈的磁通量不变，副线圈不会产生感应电动势，所以电压表无示数，A错误，B正确．当ab加速或减速运动时，感应电动势E变化，原线圈中电流变化，穿过副线圈的磁通量变化，副线圈产生感应电动势，所以电压表有示数，C、D错误．【答案】　B
【规律总结】　变压器是依据电磁感应工作的，因此只能在电流变化的电路中工作，如果变压器接入恒定电流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不能引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器就起不到变压作用．变式训练
1.关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(　　)
A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B．穿过原、副线圈的磁通量可能不相等
C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析：选C.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁,穿过原、副线圈的磁通量一定相等，B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁联系在一起，故D错误．1.变压(变流)规律2.变压器工作时的制约关系
(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝n2U1/n1.
(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1.(3)功率制约：P2决定P1，P2增大，P1增大，P2减小，P1减小，P2为0，P1为0.
特别提醒：变压器原副线圈功率制约关系、电流制约关系实质上体现了能量守恒特点(不计变压器能量损失)，消耗了多少能量，必定提供了多少能量，反过来提供了不消耗，提供的多消耗的少，显然是不符合能量守恒定律的． 如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是(　　)A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小
B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小
C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1减小
D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小【思路点拨】　U1不变，因此当单刀双掷开关在a、b间切换时会引起U2改变,输出功率、输入功率会随之改变，从而引起电流变化；当滑片移动时，引起负载电阻变化，电流随之改变，输出功率和输入功率也随之改变．【答案】　B变式训练
2.(2012·东北师大附中高二期末)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后(　　)A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值不变
D．V2示数变大，V1与V2示数的比值不变多个副线圈时变压器规律的应用
[经典案例]　(12分)(2012·抚州高二期末)如图所示，某理想变压器有一个原线圈，匝数n1＝1320匝，接在220伏交流电路上，另有两个副线圈，甲线圈匝数n2＝30匝，线圈中电流为I2＝1.2 A，另一个乙线圈两端电压U3＝10 V，电流为I3＝0.5 A．求(1)乙线圈的匝数n3及甲线圈两端的电压U2.(2)原线圈中的电流I1.【答案】　(1)60 匝　5 V　(2)0.05 A变压器与分压器的比较
变压器和分压器都是用来改变电压的设备．在改变电压时，它们既有相同点也有区别．1.变压器的工作原理及用途
如图所示，变压器的工作原理是当原线圈中有交变电流时，在铁芯中便产生交变磁通量,而交变磁通量又会在副线圈中产生感应电动势．可见，变压器只能在交流电路中工作，且其电压比等于匝数比．同一个变压器既可以当升压变压器也可以当降压变压器使用，副线圈两端的电压可以比原线圈电压大、小或相等．应当注意的是需要把电压升高时，就得使用升压变压器，分压器是无能为力的．2.分压器的工作原理及用途
分压器的工作原理是利用串联电路的分压原理．如图所示，它是滑动变阻器的分压接法,既可应用于直流电路又可应用于交流电路．