高中二年级物理选修2课件.ppt

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1、大型发电机交流电压------几万伏远距离输电线路------几十万伏民用统一供电均为220V照明灯电压------220伏手机充电器------4.2V4.4V5.3V半导体收音机电源电压不超过10伏电视机显像管却需要10000V以上电压变压器就是改变交流电压的设备可见，输电和用电过程中常常需要改变电压，那么如何改变电压？高压输电几种常见的变压器第四节变压器第五章交变电流一、变压器的构造1.示意图U1U2∽n1n2∽原线圈副线圈铁芯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）：输入电压U1;匝数n1（3）副

2、线圈（次级线圈）：输出电压U2；匝数n2铁芯与线圈互相绝缘3.电路图中符号n1n2问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？变压器原副线圈不相通，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？U1U2∽n1n2∽二、变压器的工作原理------互感现象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。原线圈副线圈铁芯∽U1U2n1n2∽注意必须是交变电流才会发生的互感现象。若给原线圈接直流电压，U副线圈电压U2？闭合铁芯实现了电能---磁场能---电能的转换，如果在能

3、量转化的过程中损失很小，具体而言，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。理想变压器输出功率应等于输入功率即:P出=P入理想变压器三、理想变压器的变压规律I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/t原线圈回路有：U1=E1+I1r1则U1=E1副线圈回路有：E2=U2+I2r2则U2=E2则：若不考虑原副线圈的内阻，理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比n2>n1n2

4、降压变压器U2>U1-----升压变压器【例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44V直流电源电源上时，电压表示数为________V,电流表示数为______A.（2）当原线圈接在U=311sin100πtV交变电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为_______A,此时输入功率为_______W.00440.4419.36四、理想变压器的变流规律问题：原副线圈的电流可能满足何规律？推导：理想变压器输出功率应等于输入功率即:U1I1=U2I2P

5、出=P入I1I2n1n2U1U2理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。思考：有一个变压器，原线圈用较细的导线绕制，副线圈用较粗的导线绕制，请判断它是升压变压器还是降压变压器？U1I1I2n1n2U2R1.输入输出电压、电流、功率之间的因果关系1.输出功率P2决定输入功率P1；P1＝P22.U1由电源决定；3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1·U14.I2由U2和负载决定

6、；I2＝U2／R5.I1由I2和匝数比决定；I1＝n2/n1·I2补充U1是初始量【例2】（2013广东高考）理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2:1,A、V均为理想电表，灯泡的电阻R1=6Ω,AB端电压u1=sin100πt（V）下列说法正确的是（）A电流频率为100HZB电压表的读数为24VC电流表的读数为0.5AD变压器输入功率为6WDAV~R1R2SA.U增大、I增大、P1增大C.U减小、I减小、P1减小D.U不变、I减小、P1不变B.U不变、I减小、P1增大【变2】如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线

7、路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I和用电器上R1的功率P1将分别是：D补充2、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系（1）电压关系（2）电流关系根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3I1n1=I2n2+I3n3所以U1:U2:U3=n1:n2:n3【例3】一台理想变压器原线圈匝数n1＝1000匝，两个副线圈的匝数分别是n2＝60匝，n3＝600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I2＝1A，I3＝4A，求原线圈中的电流。解析：对于理想变压器，输入功率与输出功率相等

8、，则有I1n1＝I2n2＋I3n3I1＝（I2n2＋I3n3）／n1＝（1×60＋4×600）／1000＝2.46A3.自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器问题：有没有只用一组线圈