变压器[上学期]
图片预览
文档简介
课件30张PPT。1.几种常见的变压器第四节 变压器3）铁芯：由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.1）原线圈：跟电源相连（也叫初级线圈）2）副线圈：跟负载相连（也叫次级线圈）原线圈副线圈铁芯两个线圈都是绝缘导线绕制成的 变压器的作用: 变压器可以改变交变电流的电压。 既然变压器原副线圈的电路并不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈两端的电压U2是怎样产生的？线圈是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，那电能又是如何由原线圈转移到副线圈的呢？分析： 把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着负载，副线圈中就会产生感应电流。二．变压器的工作原理
1.从电磁感应的角度看：互感现象.
互感现象是变压器工作的基础。
2.从能量角度看：电能 磁场能 电能. 变压器的闭合铁芯可能起到什么作用？铁芯为什么用硅钢片叠合而成，而不是用整块的硅钢？结论：
1.有铁芯时，由于磁化，原、副线圈中的电流共同产生的磁通量，绝大部分通过铁芯，只有一小部分漏到铁芯之外，甚至可以忽略漏掉的部分，大大的提高了变压器的效率。
2.铁芯用硅钢片叠合而成，而不用整块的硅钢，是为了减弱涡流，可以大大减小变压器工作时的涡流损失。理想变压器：
忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。是变压器的理想化模型。
条件：
忽略漏磁；忽略原、副线圈的电阻；忽略涡流现象。
即：无漏磁；无电阻；无涡流三、理想变压器的基本关系1.电压关系：实验研究理论分析：
设原线圈匝数N1，副线圈匝数N2，穿过铁芯的
磁通量Φ，则原副线圈感应电动势E1和E2分别为： E2=N2 E1=N1 忽略漏磁的情况下，任何时刻，原副线圈中每匝
线圈内的磁通量的变化率都相同，即每匝原线圈和每匝副线圈产生感应电动势相等.得三、理想变压器的基本关系1.电压关系：结论：忽略原副线圈电阻时有：
U1: U2=N1: N2 或U1: N1 =U2 : N2
说明：1.该关该关系无论副线圈是空载还是有负载都是
适用的。
2.变压器既可以将电压升高，也可以将电压降低
若n2>n1,则为升压变压器
若n2 变压器实质是一种能的传递装置，理想变压器没有能的损耗，所以P入 =P出3.电流关系：结论：只有一组副线圈的变压器，其原副线圈
中的电流之比等于匝数反比
即N1I1=N2I2思考：
①若副线圈有两组时，以上电压关系和电流关系是否还成立呢？如果有多组呢？4.若副线圈有两组或多组时电压关系仍满足 = = =…… =5.若副线圈有两组或多组时电流关系应满足
U1I1=U2I2 +U3I3 +U4I4 +……+UnIn
N1I1 =N2 I2 +N3 I3+-------思考：
②如图所示：一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如果负载电阻的滑动触片向上移动，则图中各电表读数及输入、输出功率应如何变化？ 说明：1.当变压器原副线圈匝数N1、N2一定时,其输出电压U2是由原线圈输入电压U1决定的，与副线圈的负载变化无关； 2.当变压器原副线圈匝数N1、N2及U1一定时，输入电流I1却由输出电流I2决定，I2与所接负载的多少有关。3.变压器的输入功率由输出功率决定；任何情况下，必须满足关系式P入=P出．4.变压器原副线圈所在电路中某一个量变化时，常会引起电路中其他各量的变化，处理这类问题时，要分清楚哪些是不变量，所求物理量的变化是由哪些量的变化引起的，并找出相互间的关系。 思考：③原副线圈的导线粗细是否应该一样呢？如果不一样，应该哪个线圈导线粗些？为什么？ 结论：粗细不一样.
高压线圈匝数多，而通过的电流小，用较细导线绕成.低压线圈匝数少，而通过的电流大，用较粗导线绕成.
这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法． 几种常用的变压器1）自耦变压器2）调压变压器电流互感器［例题1］一理想变压器，其原线
圈2200匝，副线圈440匝，并接一
个100Ω的负载电阻，如图所示
（1）当原线圈接在88V的稳恒直流电源
上时，电压表的示数为 V，电流表的示数为 A。
（2）当原线圈接在110V的交流电源上时，电压表示数为 V 电流表的示数为 A，此时输入功率为 W，变压器效率为 。 答案：（1）0，0；（2）22V，0.22A，4.84W,100﹪ 说明（1）变压器只改变交变电流的电压，不能改变稳 恒电流的电压。
（2）题目已告诉是理想变压器，效率当然是 100﹪。AV［例题2］理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=10∶1, 如图所示.在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式为U1=220 sin(100πt) V，在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电压表，下面说法正确的是
A.电压表的示数22 V
B.电压表的指针周期性左右偏转
C.输出交变电压频率减为5 Hz
D.灯泡承受电压的最大值是22 V答案：A说明：1.理想变压器的电压关系式和电流关系式中的电压、电流指的或者都是有效值、或者都是最大值。
2.变压器不改变交流电的频率，即原副线圈的频率相等2.理想变压器的基本关系
1）功率关系: P入 =P出2）电压关系：u1:u2=n1:n2（单匝）3) 电流关系：n1I1=n2I2 （单匝）小结：一.变压器的构造及其作用二．变压器的工作原理三、理想变压器的基本关系1.理想变压器4）.若副线圈有两组或多组时电压电流关系关系练习一：
理想变压器的原线圈的匝数n1=1100，接在U 1 =220V的交流电源上，当它对11只并联“36V,60W ”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器的副线圈的匝数n2=_____;原线圈中的电流I1_ ?答案：180；3A谢谢！ 只要有生活的愿望和本身自信的力量 那么整个人的一生将会是一座美好的时钟 ！练习二：如图在a、b两端与e、f两端分别加上220 V交流电压时，测得c、d间与g、h间电压均为110 V，若分别在c、d间与g、h间加110 V电压，则a、b间与e、f间电压分别为
A.220 V，220 V B.220V，110V
C.110 V，110 V D.220 V，0答案：B练习三.用理想变压器向负载R供电时，在如下情况下，将使变压器输入功率增大的是
A.减小负载电阻R，其他条件不变
B.增加原线圈匝数，其他条件不变
C.增加副线圈匝数，其他条件不变
D.增加原线圈两端的输入电压，其他条件不变4. ACD 练习四：
理想变压器的原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈的匝数分别为50匝和100匝，L1是“6V,2W”的小灯泡，L2是“12V,4W”的小灯泡。当n1接上交流电压时，L1,L2都正常发光，则此时原线圈中的电流为（ ）A.答案：0.05A
1.从电磁感应的角度看：互感现象.
互感现象是变压器工作的基础。
2.从能量角度看：电能 磁场能 电能. 变压器的闭合铁芯可能起到什么作用？铁芯为什么用硅钢片叠合而成，而不是用整块的硅钢？结论：
1.有铁芯时，由于磁化，原、副线圈中的电流共同产生的磁通量，绝大部分通过铁芯，只有一小部分漏到铁芯之外，甚至可以忽略漏掉的部分，大大的提高了变压器的效率。
2.铁芯用硅钢片叠合而成，而不用整块的硅钢，是为了减弱涡流，可以大大减小变压器工作时的涡流损失。理想变压器：
忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。是变压器的理想化模型。
条件：
忽略漏磁；忽略原、副线圈的电阻；忽略涡流现象。
即：无漏磁；无电阻；无涡流三、理想变压器的基本关系1.电压关系：实验研究理论分析：
设原线圈匝数N1，副线圈匝数N2，穿过铁芯的
磁通量Φ，则原副线圈感应电动势E1和E2分别为： E2=N2 E1=N1 忽略漏磁的情况下，任何时刻，原副线圈中每匝
线圈内的磁通量的变化率都相同，即每匝原线圈和每匝副线圈产生感应电动势相等.得三、理想变压器的基本关系1.电压关系：结论：忽略原副线圈电阻时有：
U1: U2=N1: N2 或U1: N1 =U2 : N2
说明：1.该关该关系无论副线圈是空载还是有负载都是
适用的。
2.变压器既可以将电压升高，也可以将电压降低
若n2>n1,则为升压变压器
若n2
中的电流之比等于匝数反比
即N1I1=N2I2思考：
①若副线圈有两组时，以上电压关系和电流关系是否还成立呢？如果有多组呢？4.若副线圈有两组或多组时电压关系仍满足 = = =…… =5.若副线圈有两组或多组时电流关系应满足
U1I1=U2I2 +U3I3 +U4I4 +……+UnIn
N1I1 =N2 I2 +N3 I3+-------思考：
②如图所示：一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如果负载电阻的滑动触片向上移动，则图中各电表读数及输入、输出功率应如何变化？ 说明：1.当变压器原副线圈匝数N1、N2一定时,其输出电压U2是由原线圈输入电压U1决定的，与副线圈的负载变化无关； 2.当变压器原副线圈匝数N1、N2及U1一定时，输入电流I1却由输出电流I2决定，I2与所接负载的多少有关。3.变压器的输入功率由输出功率决定；任何情况下，必须满足关系式P入=P出．4.变压器原副线圈所在电路中某一个量变化时，常会引起电路中其他各量的变化，处理这类问题时，要分清楚哪些是不变量，所求物理量的变化是由哪些量的变化引起的，并找出相互间的关系。 思考：③原副线圈的导线粗细是否应该一样呢？如果不一样，应该哪个线圈导线粗些？为什么？ 结论：粗细不一样.
高压线圈匝数多，而通过的电流小，用较细导线绕成.低压线圈匝数少，而通过的电流大，用较粗导线绕成.
这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法． 几种常用的变压器1）自耦变压器2）调压变压器电流互感器［例题1］一理想变压器，其原线
圈2200匝，副线圈440匝，并接一
个100Ω的负载电阻，如图所示
（1）当原线圈接在88V的稳恒直流电源
上时，电压表的示数为 V，电流表的示数为 A。
（2）当原线圈接在110V的交流电源上时，电压表示数为 V 电流表的示数为 A，此时输入功率为 W，变压器效率为 。 答案：（1）0，0；（2）22V，0.22A，4.84W,100﹪ 说明（1）变压器只改变交变电流的电压，不能改变稳 恒电流的电压。
（2）题目已告诉是理想变压器，效率当然是 100﹪。AV［例题2］理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=10∶1, 如图所示.在原线圈中输入交变电压，其瞬时表达式为U1=220 sin(100πt) V，在副线圈两端接入一灯泡和一只交流电压表，下面说法正确的是
A.电压表的示数22 V
B.电压表的指针周期性左右偏转
C.输出交变电压频率减为5 Hz
D.灯泡承受电压的最大值是22 V答案：A说明：1.理想变压器的电压关系式和电流关系式中的电压、电流指的或者都是有效值、或者都是最大值。
2.变压器不改变交流电的频率，即原副线圈的频率相等2.理想变压器的基本关系
1）功率关系: P入 =P出2）电压关系：u1:u2=n1:n2（单匝）3) 电流关系：n1I1=n2I2 （单匝）小结：一.变压器的构造及其作用二．变压器的工作原理三、理想变压器的基本关系1.理想变压器4）.若副线圈有两组或多组时电压电流关系关系练习一：
理想变压器的原线圈的匝数n1=1100，接在U 1 =220V的交流电源上，当它对11只并联“36V,60W ”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器的副线圈的匝数n2=_____;原线圈中的电流I1_ ?答案：180；3A谢谢！ 只要有生活的愿望和本身自信的力量 那么整个人的一生将会是一座美好的时钟 ！练习二：如图在a、b两端与e、f两端分别加上220 V交流电压时，测得c、d间与g、h间电压均为110 V，若分别在c、d间与g、h间加110 V电压，则a、b间与e、f间电压分别为
A.220 V，220 V B.220V，110V
C.110 V，110 V D.220 V，0答案：B练习三.用理想变压器向负载R供电时，在如下情况下，将使变压器输入功率增大的是
A.减小负载电阻R，其他条件不变
B.增加原线圈匝数，其他条件不变
C.增加副线圈匝数，其他条件不变
D.增加原线圈两端的输入电压，其他条件不变4. ACD 练习四：
理想变压器的原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈的匝数分别为50匝和100匝，L1是“6V,2W”的小灯泡，L2是“12V,4W”的小灯泡。当n1接上交流电压时，L1,L2都正常发光，则此时原线圈中的电流为（ ）A.答案：0.05A