人教新课标高中物理选修3-2 5.4变压器课件.ppt

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1、第五章　交变电流第四节　变压器1．了解变压器的构造，理解变压器的工作原理．2．理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题．(重点＋难点)3．了解电压互感器和电流互感器．一、变压器的原理1．构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与连接的线圈叫原线圈，与连接的线圈叫副线圈．电源负载2．原理现象是变压器的工作基础．原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的也不断变化，变化的在副线圈中产生．3．作用改变交变电流的，不改变交变电流的和．互感磁场磁场感应电动势电压周期频率为什么恒定电流不能利用变压器变压？提示：互感现象是变压器的工

2、作基础，而恒定电流产生恒定磁场，不会产生互感现象，所以无法改变电压．能量损失升压降压匝数之比三、互感器1．电压互感器：用来把电压变成电压，原线圈在高压电路上．2．电流互感器：用来把电流变成电流，原线圈在被测电路中．高低并大小串一、理想变压器的基本规律1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁．(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热．2．理想变压器原、副线圈物理量之间的关系理想变压器①没有能量损失(铜损、铁损)②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等

3、于匝数比，公式：U1/U2＝n1/n2，与负载、副线圈的多少无关电流关系①只有一个副线圈时：I1/I2＝n2/n1②有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)【温馨提示】(1)变压器可以改变交变电流的电压，不能改变交变电流的周期和频率．(2)变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立．(3)变压器高电压线圈匝数多而导线细，低电压线圈匝数少而导线粗，这是区别高、低电压线圈

4、的方法．二、变压器工作时的制约关系及变压器的动态分析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由输入电压决定，即U2＝n2U1/n1，可简述为“原制约副”．2．电流制约当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，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，可简述为“副制约原”．3．负载制约(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；(2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2决定，I2＝P2/U2；(3)总功率P入＝P线＋P2

5、.即变压器的输入功率是由输出功率决定的．4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1.(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1.【温馨提示】(1)理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率．(2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电

6、路动态分析的方法．三、常见的变压器1．自耦变压器如图所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用．2．电压互感器(1)构造：小型降压变压器，如图所示．(2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地．(3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压．3．电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图所示．(2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表；为了安全，外壳和副线圈应接地．(3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算

7、出被测电路中的大电流．如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则理想变压器基本规律的应用思路点拨：答案：A【题后总结】(1)变压器的输入功率取决于输出功率，即用多少给多少．同理输入电流取决于输出电流，若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率为零．(2)变压器能改变交流电压、交流电流，但不能改变功率和交变电流的频率，输入功率总等于输出功率，副线圈中交

8、变电流的频率总等于原线圈中交变电流的频率．【针对训练】1.如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后接在副线圈