變壓器PPT課件

1、第第4 4節(jié)節(jié) 變壓器變壓器復(fù) 習(xí)1.電感和電容對(duì)交變電流也存在阻礙作用，分別用電感和電容對(duì)交變電流也存在阻礙作用，分別用感抗XL=2fL 和和容抗XC=1/(2fC )表示。表示。2、電感和電容對(duì)交流的阻礙作用的大小不僅與電感、電、電感和電容對(duì)交流的阻礙作用的大小不僅與電感、電容本身有關(guān)，還跟交流的頻率有關(guān)：容本身有關(guān)，還跟交流的頻率有關(guān)：電感電感：“通通 ；阻；阻 ；通；通 ； 阻阻 ?！彪娙蓦娙荩骸巴ㄍ?；隔；隔 ；通；通 ；阻；阻 ?！?.實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用：扼流圈扼流圈低頻扼流圈（低頻扼流圈（L較大），作用是較大），作用是“通直流、阻所有交流通直流、阻所有交流”高頻扼流圈（高頻扼流圈

2、（L較?。饔檬禽^?。饔檬恰巴ǖ皖l、阻高頻通低頻、阻高頻”直流直流直流直流交流交流交流交流低頻低頻低頻低頻高頻高頻高頻高頻用電器用電器額定額定工作電壓工作電壓用電器用電器額定額定工作電壓工作電壓隨身聽(tīng)3V機(jī)床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機(jī)充電器4.2V 4.4V 5.3V黑白電視機(jī)顯像管幾萬(wàn)伏錄音機(jī)6V 9V 12V彩色電視機(jī)顯像管十幾萬(wàn)伏 從以上表格可看到各類(lèi)用電器額定工作電壓往往不同，可我們國(guó)家民用統(tǒng)一供電均為220V，那這些電器設(shè)備怎樣才能正常工作呢？請(qǐng)看一組數(shù)據(jù)：能提供不同交變電壓的設(shè)備能提供不同交變電壓的設(shè)備 一、變壓器三大部件原線(xiàn)圈( (初級(jí)線(xiàn)圈初級(jí)線(xiàn)圈)

3、)：其匝數(shù)用n1表示, 與外界交變電源相連，將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能，產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)。閉合鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成，形成閉合磁路，減少磁場(chǎng)能損失。副線(xiàn)圈( (次級(jí)線(xiàn)圈次級(jí)線(xiàn)圈) )：其匝數(shù)用n2表示，與負(fù)載用電器相連,將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能輸出。 變壓器電路符號(hào)注意注意變壓器的原、副線(xiàn)圈并未直接相連思考與討論 另一個(gè)線(xiàn)圈連到額定電壓為3.8V的小燈泡上。 小燈泡可能 發(fā)光 嗎 把兩個(gè)沒(méi)有導(dǎo)線(xiàn)相連的線(xiàn)圈套在同一個(gè)閉合鐵芯，一個(gè)線(xiàn)圈連到學(xué)生電源的兩端。分別通以?xún)煞N電流： (1)恒定直流電(2)正弦交流電。請(qǐng)同學(xué)們判斷并判斷分析其原因。二、變壓器的工作原理 1、原線(xiàn)圈內(nèi)通直流電，副線(xiàn)圈內(nèi) 感 應(yīng)電流. 2、原

4、線(xiàn)圈內(nèi)通交流電，副線(xiàn)圈內(nèi) 感應(yīng)電流.3、原線(xiàn)圈內(nèi)變化的電流在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，副線(xiàn)圈同樣處在鐵芯的磁場(chǎng)內(nèi)，將產(chǎn)生感應(yīng)電流（互感現(xiàn)象）。4、鐵芯中的磁場(chǎng)，由原、副線(xiàn)圈分別產(chǎn)生后疊加形成。所以鐵芯兩邊的磁場(chǎng)變化是一樣的，即/t相同。（忽略磁場(chǎng)能的損失）對(duì)于原線(xiàn)圈對(duì)于副線(xiàn)圈無(wú)有三、理想變壓器的規(guī)律三、理想變壓器的規(guī)律 閉合鐵芯實(shí)現(xiàn)了閉合鐵芯實(shí)現(xiàn)了電能電能-磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能-電能電能 的的轉(zhuǎn)換，由于原副線(xiàn)圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通轉(zhuǎn)換，由于原副線(xiàn)圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過(guò)鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中損量絕大部分通過(guò)鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種失很小，為了便于

5、研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型理想化模型-理想變壓器理想變壓器。（3）鐵芯中的感應(yīng)渦流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無(wú)鐵損鐵損現(xiàn)象（1）鐵芯封閉性好，無(wú)漏磁現(xiàn)象，即穿過(guò)原、副線(xiàn)圈兩繞組每匝的磁通量都一樣每匝線(xiàn)圈中所產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，無(wú)磁損磁損現(xiàn)象。（2）線(xiàn)圈繞組的電阻不計(jì)，無(wú)銅損銅損現(xiàn)象理想變壓器滿(mǎn)足條件： 大型變壓器能量損失都很小，可看作理想變壓器，本章研究的變壓器可當(dāng)做理想變壓器處理.說(shuō)明三、理想變壓器的規(guī)律三、理想變壓器的規(guī)律 1、原、副線(xiàn)圈中通過(guò)的磁通量始終相同(無(wú)漏磁),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)關(guān)系是: 2、若忽略?xún)删€(xiàn)圈的內(nèi)阻，且線(xiàn)圈內(nèi)電流都很小，則有：原副線(xiàn)圈兩端的電壓跟匝數(shù)成正比.結(jié)論結(jié)論

6、1 U1:U2=n1:n2三、理想變壓器的規(guī)律三、理想變壓器的規(guī)律結(jié)論結(jié)論2 因?yàn)槔硐胱儔浩鳠o(wú)能量損失，所以理想變壓器輸出功率應(yīng)等 于輸入功率。也可寫(xiě)成：結(jié)合公式：結(jié)論結(jié)論3理想變壓器原副線(xiàn)圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比。得出：說(shuō)明：此公式只適用于一個(gè)副線(xiàn)圈的變壓器的情形。如有多個(gè)副線(xiàn)圈，只能按照能量守恒的原則來(lái)計(jì)算。四理想變壓器的原、副線(xiàn)圈的基本關(guān)系 （1）理想變壓器輸出功率決定輸入功率。當(dāng)副線(xiàn)圈空載（未接用電器）時(shí)，變壓器的輸出功率為零，輸入功率也為零。輸入功率隨著負(fù)載的變化而變化。若同時(shí)有多組副線(xiàn)圈工作，則U1I1U2I2U3I3UnIn成立說(shuō)明：說(shuō)明： （2) 理想變壓器副線(xiàn)圈兩端電壓由原

7、線(xiàn)圈兩端電壓和匝數(shù)比所決定。無(wú)論副線(xiàn)圈是否有負(fù)載，是單組還是多組，每組副線(xiàn)圈兩端電壓與原線(xiàn)圈兩端電壓都滿(mǎn)足332211nUnUnU討論：討論：如何實(shí)現(xiàn)用變壓器升高或降低升高或降低電壓電壓？當(dāng)當(dāng)n n2 2 nn1 1 時(shí)，有時(shí)，有U U2 2UU1 1當(dāng)當(dāng)n n2 2 nn1 1時(shí)，有時(shí)，有U U2 2 UU1 1根據(jù)：根據(jù)：U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2-升壓變壓器升壓變壓器-降壓變壓器降壓變壓器 變壓器由兩個(gè)線(xiàn)圈組成：一個(gè)為原線(xiàn)圈，另一個(gè)為副線(xiàn)圈。變壓器由兩個(gè)線(xiàn)圈組成：一個(gè)為原線(xiàn)圈，另一個(gè)為副線(xiàn)圈。 這兩個(gè)線(xiàn)圈的電壓不同作為高壓線(xiàn)圈的匝數(shù)多、通過(guò)這兩個(gè)線(xiàn)圈的電壓

8、不同作為高壓線(xiàn)圈的匝數(shù)多、通過(guò)的電流小，根據(jù)焦耳定律和節(jié)材原則，應(yīng)用較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)繞制；的電流小，根據(jù)焦耳定律和節(jié)材原則，應(yīng)用較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)繞制；作為低壓線(xiàn)圈的匝數(shù)少、通過(guò)的電流大，根據(jù)焦耳定律和節(jié)能作為低壓線(xiàn)圈的匝數(shù)少、通過(guò)的電流大，根據(jù)焦耳定律和節(jié)能原則，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線(xiàn)繞制原則，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線(xiàn)繞制 因此，我們打開(kāi)變壓器時(shí)看到兩個(gè)線(xiàn)圈粗細(xì)不同，用粗導(dǎo)因此，我們打開(kāi)變壓器時(shí)看到兩個(gè)線(xiàn)圈粗細(xì)不同，用粗導(dǎo)線(xiàn)繞制、匝數(shù)少的線(xiàn)圈為線(xiàn)繞制、匝數(shù)少的線(xiàn)圈為低壓線(xiàn)圈低壓線(xiàn)圈，用細(xì)導(dǎo)線(xiàn)繞制、匝數(shù)多的，用細(xì)導(dǎo)線(xiàn)繞制、匝數(shù)多的線(xiàn)圈為線(xiàn)圈為高壓線(xiàn)圈高壓線(xiàn)圈。千萬(wàn)不能接錯(cuò)線(xiàn)圈！課堂練習(xí) 1、理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比n

9、1:n24：1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)時(shí)，圖中電流表A1的示數(shù)12mA，則電流表A2的示數(shù)為（ ）A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D與負(fù)載與負(fù)載R R的值有的值有關(guān)B 3、一理想變壓器，原線(xiàn)圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對(duì)11只并聯(lián)的“36V，60w”的燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光。由此可知副線(xiàn)圈的匝數(shù)n2=_，通過(guò)原線(xiàn)圈的電流 I1 =_。1803 A 2、一臺(tái)理想降壓變壓器接入10 kV的線(xiàn)路中降壓并提供200 A的負(fù)載電流.已知兩個(gè)線(xiàn)圈的匝數(shù)比為401，則變壓器的原線(xiàn)圈電流、輸出電壓及輸出功率是（ ） A.5

10、A，250 V，50 kW B.5 A，10 kV，50 kW C.200 A，250 V，50 kW D.200 A，10 kV，2103 kWA4、如圖所示如圖所示, ,理想變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈接交流電源理想變壓器的初級(jí)線(xiàn)圈接交流電源, ,次級(jí)線(xiàn)圈次級(jí)線(xiàn)圈接阻值為接阻值為R R的負(fù)載電阻的負(fù)載電阻. .若與初級(jí)線(xiàn)圈連接的電壓表若與初級(jí)線(xiàn)圈連接的電壓表V V1 1的示的示數(shù)為數(shù)為U U1 1, ,與次級(jí)線(xiàn)圈連接的電壓表與次級(jí)線(xiàn)圈連接的電壓表V V2 2的示數(shù)為的示數(shù)為U U2 2, ,且且U U2 2UU1 1, ,則以下判斷中正確的是（則以下判斷中正確的是（ ） A.A.該變壓器輸入電流與輸出

11、電流之比為該變壓器輸入電流與輸出電流之比為U U1 1UU2 2 B. B.該變壓器輸入功率與輸出功率之比為該變壓器輸入功率與輸出功率之比為U U2 2UU1 1 C. C.通過(guò)負(fù)載電阻通過(guò)負(fù)載電阻R R的電流的電流I I2 2=U=U2 2/R /R D. D.通過(guò)初級(jí)線(xiàn)圈的電流通過(guò)初級(jí)線(xiàn)圈的電流I I1 1=U=U2 22 2/U/U1 1R R課堂練習(xí)CD5 5、如圖所示，理想變壓器的輸入端電、如圖所示，理想變壓器的輸入端電u=311sin100t(V) u=311sin100t(V) ，原副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為原副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為n n1 1 :n :n2 2=10:1 =10:1 ；若圖

12、中電流表讀數(shù)為；若圖中電流表讀數(shù)為 2 A 2 A ，則，則 （ ） A A電壓表讀數(shù)為電壓表讀數(shù)為 220 V 220 V B B電壓表讀數(shù)為電壓表讀數(shù)為 22 V22 VC C變壓器輸出功率為變壓器輸出功率為 44 W 44 W DD變壓器輸入功率為變壓器輸入功率為 440 W440 WBC難點(diǎn)突破難點(diǎn)一：多個(gè)副線(xiàn)圈問(wèn)題例題例題1 1：如圖所示如圖所示, ,理想變壓器原線(xiàn)圈的匝數(shù)理想變壓器原線(xiàn)圈的匝數(shù)為為10001000匝匝, ,兩個(gè)副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為兩個(gè)副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為n n2 2=50=50匝和匝和n n3 3=100=100匝匝,L,L1 1是是“6 V 2 W”6 V 2 W”的

13、小燈泡，的小燈泡，L L2 2是是“12 V 4W”12 V 4W”的小燈泡，當(dāng)?shù)男襞荩?dāng)n n1 1接上交流電壓時(shí)，接上交流電壓時(shí)，L L1 1、L L2 2都正常發(fā)光，那么，原線(xiàn)圈中的電流為都正常發(fā)光，那么，原線(xiàn)圈中的電流為? ?例題例題2 2：如圖所示如圖所示, ,理想變壓器有兩個(gè)副線(xiàn)圈理想變壓器有兩個(gè)副線(xiàn)圈, ,原線(xiàn)圈原線(xiàn)圈1 1接接220 V220 V交流電源交流電源, ,副線(xiàn)圈副線(xiàn)圈2 2的匝數(shù)為的匝數(shù)為3030匝匝, ,兩端接有兩端接有“12 V 12 V 12 W”12 W”的燈泡的燈泡L L，副線(xiàn)圈，副線(xiàn)圈3 3的輸出電壓為的輸出電壓為110 V110 V，兩端接，兩端接有

14、電阻有電阻R.R.若若L L正常發(fā)光且通過(guò)正常發(fā)光且通過(guò)R R的電流為的電流為0.4 A,0.4 A,求：求： (1) (1) 副線(xiàn)圈副線(xiàn)圈3 3的匝數(shù)的匝數(shù)n n3 3; ;(2) (2) 原線(xiàn)圈原線(xiàn)圈1 1的匝數(shù)的匝數(shù)n n1 1和通過(guò)它的電流和通過(guò)它的電流I I1 1. .(1)275匝匝 (2)550匝匝 0.255 A解題關(guān)鍵：電流關(guān)系是由電壓關(guān)系和功率關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)！ 例題例題3 3：如圖如圖, ,在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線(xiàn)圈繞在繞制變壓器時(shí)，某人誤將兩個(gè)線(xiàn)圈繞在圖示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上，當(dāng)通以交流電時(shí)，每個(gè)在圖示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上，當(dāng)通以交流電時(shí)，每個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通量

15、都只有一半通過(guò)另一個(gè)線(xiàn)圈，另一半通過(guò)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過(guò)另一個(gè)線(xiàn)圈，另一半通過(guò)中間的臂，已知線(xiàn)圈中間的臂，已知線(xiàn)圈1 1、2 2的匝數(shù)之比為的匝數(shù)之比為N N1 1:N:N2 2=2:1=2:1，在不接負(fù)，在不接負(fù)載的情況下，設(shè)線(xiàn)圈載的情況下，設(shè)線(xiàn)圈1 1兩端輸入電壓為兩端輸入電壓為U U1 1=220V=220V，則線(xiàn)圈，則線(xiàn)圈2 2輸出輸出電壓的電壓的U U2 2為（為（ ） 難點(diǎn)突破難點(diǎn)突破難點(diǎn)二：鐵芯有多個(gè)臂問(wèn)題難點(diǎn)二：鐵芯有多個(gè)臂問(wèn)題A A110V B110V B、55V 55V C C、220V D220V D、440V 440V B B解題關(guān)鍵：解題關(guān)鍵：原副線(xiàn)圈的磁通

16、量變化不相等原副線(xiàn)圈的磁通量變化不相等應(yīng) 用1、自 耦 變 壓 器降壓變壓器降壓變壓器升壓變壓器升壓變壓器自耦變壓器的原副線(xiàn)圈共用一個(gè)線(xiàn)圈自耦變壓器的原副線(xiàn)圈共用一個(gè)線(xiàn)圈應(yīng) 用2.互感器用途：把高電壓高電壓變成低電壓低電壓， 或把大電流大電流變成小電流小電流電壓互感器電流互感器使用時(shí)把原線(xiàn)圈與電路并聯(lián)，原線(xiàn)圈匝數(shù)多于副線(xiàn)圈匝數(shù)。使用時(shí)把原線(xiàn)圈與電路串聯(lián)，原線(xiàn)圈匝數(shù)少于副線(xiàn)圈匝數(shù)。 例：鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。圖（a）中電流表的讀數(shù)為1.2A 。圖（b）中用同一電纜線(xiàn)繞了3匝，則： （ ）A.這種電流表能測(cè)直流電流，圖（b）的讀數(shù)為2.4AB.這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)

17、為0.4AC.這種電流表能測(cè)交流電流，圖（b）的讀數(shù)為3.6AD.這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖 （b）的讀數(shù)為3.6A C 1 1、一理想變壓器原線(xiàn)圈接交流，副線(xiàn)圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功、一理想變壓器原線(xiàn)圈接交流，副線(xiàn)圈接電阻，下列哪些方法可使輸入功率增加為原來(lái)的率增加為原來(lái)的2 2倍？（倍？（ ） A A次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的2 2倍倍 B B初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的初級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)增加為原來(lái)的2 2倍倍 C C負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉?lái)的負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2 2倍倍 D D副線(xiàn)圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉?lái)的副線(xiàn)圈匝數(shù)和負(fù)載電阻均變?yōu)樵瓉?lái)的2 2倍倍課后練習(xí) 2 2、如圖所示，一理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為、如圖所示，一理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n1n1：n2=3n2=3：1 1，有四，有四只相同的燈泡連入電路中，若燈泡只相同的燈泡連入電路中，若燈泡L2、L3、L4均能正常發(fā)光，則燈泡均能正常發(fā)光，則燈泡L1（ ）A A、也能正常發(fā)光、也能正常發(fā)光B B、較另三個(gè)燈暗些、較另三個(gè)燈暗些C C、將會(huì)燒壞、將會(huì)燒壞D D、不能確定、不能確定課