理想變壓器的工作原理及其應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上理想變壓器的工作原理及其應(yīng)用一、理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征構(gòu)造：兩組線圈（原、副線圈）繞在同一個閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器.作用：在輸送電能的過程中改變電壓.原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.特征：正因為是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過程中改變交變電壓.二、理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律圖1如圖1所示，在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有： ，忽略原、副線圈內(nèi)阻，有 U1E1 ，U2E2另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認為在任意時刻穿過原、

2、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有 由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為 在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失（一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱為“銅損”和“鐵損”），有而 ， ，于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為 由此可見：（1）理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗（實際上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因數(shù)的差別.）（2）理想變壓器的規(guī)律實質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想條件下的新的表現(xiàn)形式.特別提醒： ，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比；（2）

3、只有當(dāng)變壓器只有一個副線圈工作時，才有：（3）P入=P出，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和； （4）變壓器的輸入功率由輸出功率決定，往往用到：，即在輸入電壓確定以后，輸入功率和原線圈電壓與副線圈匝數(shù)的平方成正比，與原線圈匝數(shù)的平方成反比，與副線圈電路的電阻值成反比.式中的R表示負載電阻的阻值，而不是“負載”，“負載”表示副線圈所接的用電器的實際功率.實際上，R越大，負載越小；R越小，負載越大. 三、典例分析例1.如圖2所示，原、副線圈匝數(shù)之比為21的理想變壓器正常工作時()圖2A.原、副線圈磁通量之比為21B.原、副線圈電流之比為12C.輸入功率和輸出功率之比為

4、11D.原、副線圈磁通量變化率之比為11解析：理想變壓器原、副線圈的磁通量總相等(無漏磁)，A錯誤D正確；輸入功率總等于輸出功率，C正確；電流與匝數(shù)滿足，故B正確.答案：BCD例2.如圖3所示，理想變壓器三個線圈的匝數(shù)之比為n1n2n31051，其中n1接到220 V的交流電源上，n2和n3分別與電阻R2、R3組成閉合回路.已知通過電阻R3的電流I32 A，電阻R2110 ，求通過電阻R2的電流和通過原線圈的電流.解析：閉合鐵芯中磁通量的變化率處處相同，對繞在同一鐵芯上的線圈來說，每一匝產(chǎn)生的電動勢相同，所以有U1U2U3n1n2n3.圖3根據(jù)功率關(guān)系P1P2P3得U1I1U2I2U3I3，由此可見I1/I2并不等于n2/n1.根據(jù)電壓比的關(guān)系，得U2U1110 V，通過R2的電流I2U2/R21 A，根據(jù)功率關(guān)系有I1U1I2U2I3U3，且U3U122 V.則有I10.7 A答案：1 A，0.7 A圖4例3.如圖4所示為一理想變壓器，電路中的開關(guān)S原來閉合，在原線圈輸入電壓不變的條件下，要提高變壓器的輸入功率，可采用的方法是()A.只增加原線圈的匝數(shù)B.只增加副線圈的匝數(shù)C.只增加用電器R1的電阻D.斷開開關(guān)S解析：設(shè)原、副線圈的匝數(shù)分別是n1、n2，輸