人教版高中物理选修3—2第五章交变电流第4节：变压器（共18张PPT）

(共18张PPT)
人教版高中物理选修3—2
第五章 交变电流
第4节：变压器
照明灯电压------220伏 机床上照明灯------36伏
半导体收音机电源电压不超过10伏
大型发电机交流电压------几万伏
远距离输电------几十万伏
电视机显像管却需要10000V以上电压
交流便于改变电压，以适应各种不同的需要
变压器就是改变交流电压的设备
一、变压器的构造
2.构造：
（1）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）
（2）原线圈（初级线圈）：
其匝数用n1表示,输入电压：U1;
（3）副线圈（次级线圈）：
其匝数用n2表示,输出电压：U2.
铁芯
原线圈
副线圈
3.电路图中符号
1.示意图














n1
n2
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（ U2、I2）转化。
变压器的原理
变压器的工作原理------互感现象
变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，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。
把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到电源的两端：
(1)恒定直流 (2)正弦交流
另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？
想一想
　接恒定直流电压时，U2＝0；因为原线圈输入恒定电压时，产生的磁场是恒定，这样的磁场使副线圈的磁通量没有发生变化，因此在副线圈上没有产生感应电动势，所以U2＝0。因此灯泡不亮。
结论：变压器只适用于交变电流，
　而不适用于恒定电流。
　　 忽略变压器在工作过程中所有能量损失，这样的变压器称为理想变压器。这是物理学中一种理想化模型。
理想变压器
理想变压器的条件：
（1）变压器原副线圈的电阻为零
（2）原副线圈产生磁场的磁感线均存在于闭合的铁芯中
（3）闭合铁芯中不产生涡流
从理论知识推导结论：
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
结论：理想变压器原副线圈的电压之比等于这两个线圈的匝数之比
n2 >n1 U2　>U1 -----升压变压器
n2 理想变压器的功率关系
由于理想变压器工作时没有能量损失，所以输入功率应等于输出功率。
即: U2I2 = U1I1

P入= P出
结论：理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。
注意：此公式只适用于一个副线圈的变压器。
几种常用变压器
1.自耦变压器
升压变压器
降压变压器
问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈

2.互感器
电流互感器
电压互感器
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
互感器的区分技巧
(1)电压互感器是降压变压器，据 ，知n1>n2。
电流互感器是升压变压器，据 ，知n1(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志
①测量仪器不同，前者V后者A。
②原副线圈匝数关系不同。
③原线圈接线方式不同，前者接在火线和零线间，后者接在火线上。　
一、变压器的构造
1．示意图
2．电路图中符号
3．结构：
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生
的互相感应现象
2、理想变压器：没有能量损失，一种理想化模型
三、理想变压器的规律：　　
3、变流规律：I1/I2=n2/n1
2、功率关系： P入＝P出
1、变压规律：U1/U2=n1/n2

1：理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6 V的电池上，则副线圈两端电压为 （ ）
A.36 V B.6 V
C.1 V D.0 V
D
2：当理想变压器副线圈空载时，副线圈的 （ ）
A.负载电阻为0 B.输出电流为0
C.两端电压为0 D.输出功率为0
BD
3：理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们的关系，正确的是 （ ）
A.I2由I1决定 B.U2与负载有关
C.P1由P2决定 D.U1由U2决定
C
4：一理想变压器原线圈接交流、副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍 （ ）
A.次级线圈的匝数增加为原来的2倍
B.初级线圈的匝数增加为原来的2倍
C.负载电阻变为原来的2倍
D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍
D