高中物理--变压器--课件.ppt

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1、5.4变压器长江三峡大坝是世界上第一高水坝交流电路中实现电压改变的重要设备。目标概览学习目标：1.知道变压器的构造．2．理解变压器的工作原理．3．理解变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，能用它来分析解决基本问题4．知道互感器的原理及用处．重点难点：1.变压器的工作原理．2.推导变压器原、副线圈电流与匝数的关系一、变压器的构造2.示意图一、变压器的构造铁芯原线圈副线圈3.电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘n1n21.构造：（1）闭合铁芯（2）原线圈(初级圈)——与电源相连（3）副线圈(次级圈)—与负载相连问题1：原、副线圈并没有直接连接，那么在给

2、原线圈接交变电压U后，副线圈电压U是怎样产生的？2.套在变压器铁芯上的两只线圈起什么作用？3.根据分析，原、副线圈即使不套在闭合铁芯上，它们之间仍然存在电磁感应关系，那么为什么说铁芯是变压器的必要组成部分？思考与讨论没有铁芯但靠得很近的原、副线圈的确存在互感关系，但它传输电能的效率太差，因为大部分磁感线都流失在线圈外，漏失的磁感线不会在原、副线圈之间起传输电能作用。而铁芯由于被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的效率。原、副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都相同，由于原、副线圈中有交变电流而发生了互

3、感现象，使电能可以通过交变磁场从原线圈到达副线圈变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)二、变压器的工作原理思考：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0～～——互感现象无漏磁---无铜损---r为零无铁损---无涡流理想变压器的特点：理想变压器模型——没有能量损失的变压器实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。理想变压器也是一个理想化模型。思考：原

4、、副线圈的电压与什么因素有关系？请你根据所学过的知识进行猜想。三、变压器的变压规律理论探究：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/tE1/n1=E2/n2原线圈回路有：U1−E1=I1r1≈0则U1=E1副线圈回路有：E2=U2+I2r2≈U2则U2=E2若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2则：U1/U2=n1/n2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>n1U2>U1-----升压变压器n2

5、降压变压器U1/U2=n1/n2电压关系从电流与匝数的关系可知，变压器高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压绕圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制．电流关系由于不存在各种能量损失，输入功率等于输出功率，即，也就是所以有(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.(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，原线圈的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1.(3)负载制约①变压器副线圈中的功率P2由

6、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确定，I2＝P2/U2；③总功率P入＝P线＋P2.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→I1→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.特别提醒：(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

7、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做给用户供电的无内阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法．U1I1I2n1n2U2R几个因果关系1.输入功率P1由输出功率P2决定；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；I2＝U2／R5.I1由I2和匝数比决定；I1＝n2/n1·I2几种常用变压器1.自耦变压器升压变压器降压变压器学以致用，知识延伸思考：交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压。如何测量高压线

8、上的交流电压？2.互感器A电流互感器电压互感器V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钳式电流仪小结理