原創(chuàng)精品課件：5.4變壓器資料(講授式)

1、第五章第五章 交變電流交變電流 學案學案4 變壓器變壓器照明燈電壓照明燈電壓-220伏伏機床上照明燈機床上照明燈-36伏伏半導體收音機電源電壓不超過半導體收音機電源電壓不超過10伏伏大型發(fā)電機交流電壓大型發(fā)電機交流電壓-幾萬伏幾萬伏遠距離輸電遠距離輸電-幾十萬伏幾十萬伏電視機顯像管卻需要電視機顯像管卻需要10000V以上電壓以上電壓交流便于改變電壓，以適應各種不同的需要交流便于改變電壓，以適應各種不同的需要變壓器就是改變變壓器就是改變交流交流電壓的設備電壓的設備幾種常見的變壓器幾種常見的變壓器一、變壓器的原理一、變壓器的原理 U1U2 n1n2原原線線圈圈副副線線圈圈鐵鐵芯芯構造：構造：（1）

2、閉合鐵芯）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合（絕緣硅鋼片疊合而成）而成）（2）原線圈（初級線圈）：其匝）原線圈（初級線圈）：其匝數(shù)用數(shù)用n1表示表示（3）副線圈（次級線圈）：其匝）副線圈（次級線圈）：其匝數(shù)用數(shù)用n2表示表示（4）輸入電壓：）輸入電壓：U1; 輸出電壓：輸出電壓：U2.一、變壓器的原理一、變壓器的原理電路圖中符號電路圖中符號n1n2問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？ 變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，后，副線圈電壓副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？是怎樣產(chǎn)生的？鐵芯與線圈互相絕緣鐵

3、芯與線圈互相絕緣 U1U2 n1n2一、變壓器的原理一、變壓器的原理 變壓器通過閉合鐵芯，利用互變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（U1、I1）到）到磁場能（變化的磁場）再到電能磁場能（變化的磁場）再到電能（ U2、I2）轉化。）轉化。原原線線圈圈副副線線圈圈鐵芯鐵芯 U1U2n1n2互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應現(xiàn)象。相感應現(xiàn)象。一、變壓器的原理一、變壓器的原理-互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象理想變壓器理想變壓器無磁損無磁損無銅損無銅損無鐵損無鐵損一、變壓器的原理一、變壓器的原理關于理想變壓器的工作原理，以下說法

4、正確的是關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等C穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢D原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈1通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場是變化的通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場是變化的由互感現(xiàn)象知由互感現(xiàn)象知C正確正確理想變壓器無漏磁理想變壓器無漏磁原線圈中的電能轉化為磁場能又轉化為電能，原線圈中的電能轉化為磁場能

5、又轉化為電能，原副線圈通過磁場聯(lián)系在一起原副線圈通過磁場聯(lián)系在一起二、電壓與匝數(shù)的關系二、電壓與匝數(shù)的關系實驗結論：實驗結論：原副線圈兩端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)比。原副線圈兩端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)比。 次數(shù)次數(shù)12345U1U2V1V2研究原副線圈兩端電壓關系的實驗研究原副線圈兩端電壓關系的實驗二、電壓與匝數(shù)的關系二、電壓與匝數(shù)的關系I1I2n1n2U1U2若不考慮原副線圈的內(nèi)阻若不考慮原副線圈的內(nèi)阻則：則：U1/U2= n1/n2二、電壓與匝數(shù)的關系二、電壓與匝數(shù)的關系即理想變壓器原副線圈的端電壓即理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之

6、比n2 n1 U2U1 -升壓變壓器升壓變壓器n2 n1 U2 U1 -降壓變壓器降壓變壓器問題：問題：原副線圈的電流可能滿足何規(guī)律？原副線圈的電流可能滿足何規(guī)律？1.理想變壓器輸出功率應等于輸入功率理想變壓器輸出功率應等于輸入功率即即: U1I1=U2I2I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1P出出= P入入二、電流與匝數(shù)的關系二、電流與匝數(shù)的關系2.理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比I 1/ I 2= n2 / n1此公式只適用于此公式只適用于一個副線圈一個副線圈的變壓器的變壓器如圖所示，一輸入電壓為如圖所示，一輸入電壓為22

7、0 V、輸出電壓為、輸出電壓為36 V的變壓器副線圈燒的變壓器副線圈燒壞為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學拆下燒壞的副線圈，用絕壞為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學拆下燒壞的副線圈，用絕緣導線在鐵芯上新繞了緣導線在鐵芯上新繞了5匝線圈，然后將原線圈接到匝線圈，然后將原線圈接到220 V交流電源上，交流電源上，測得新繞線圈測得新繞線圈 的端電壓為的端電壓為1 V，按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的，按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為原、副線圈匝數(shù)分別為()A1 100,360 B1 100,180C2 200,180 D2 200,3602由由U1 U2 U3n1 n2

8、n3可得可得n1n3U1/U31 100匝，匝，n2n1U2/U1180匝匝U1I1I2n1n2U2R1.輸入功率輸入功率P1由輸出功率由輸出功率P2決定；決定； P1P22.U1由電源決定；由電源決定；3.U2由由U1和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； U2n2/n1U14.I2由由U2和負載決定；和負載決定； I2U2R5.I1由由I2和匝數(shù)比決定；和匝數(shù)比決定； I1n2/n1I2三、輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關系三、輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關系 如圖所示，在某交流電路中，有一正在工作的變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別如圖所示，在某交流電路中，有一正在工作的變壓器，原、副線

9、圈匝數(shù)分別為為n1600，n2120，電源電壓，電源電壓U1220 V，原線圈中串聯(lián)一個，原線圈中串聯(lián)一個0.2 A的保險絲，的保險絲，為保證保險絲不被燒毀，則為保證保險絲不被燒毀，則()A負載功率不能超過負載功率不能超過44 WB副線圈電流最大值不能超過副線圈電流最大值不能超過1 AC副線圈電流有效值不能超過副線圈電流有效值不能超過1 AD副線圈電流有效值不能超過副線圈電流有效值不能超過0.2 A由由P入入P出出可知可知P入入U1I144 W又由又由U1/U2n1/n2得得U244 V，故，故I2不能大于不能大于1 A，負載功率不超，負載功率不超44 W.3用用220 V的正弦交流電通過理想

10、變壓器對一負載供電，變壓器輸出電的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是壓是110 V，通過負載的，通過負載的電流圖象電流圖象如圖所示，則如圖所示，則()A變壓器輸入功率約為變壓器輸入功率約為3.9 WB輸出電壓的最大值是輸出電壓的最大值是110 VC變壓器原、副線圈匝數(shù)比是變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1 2D負載電流的函數(shù)表達式負載電流的函數(shù)表達式0.05sin(100t/2)An1:n2=U1:U2=2：1 i0.05sin(100t)A 4問題：有沒有只用一組線圈來實現(xiàn)問題：有沒有只用一組線圈來實現(xiàn)變壓的變壓器？變壓的變壓器？四、幾種常用變壓器四、幾種常用變壓器1.1.自耦變

11、壓器自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器降壓變壓器 自耦變壓器的原副自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈線圈共用一個線圈四、幾種常用變壓器四、幾種常用變壓器2.2.互感器互感器 A電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器V 使用時把原線圈與電路并聯(lián)，使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù) 使用時把原線圈與電路串聯(lián)，使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)四、幾種常用變壓器四、幾種常用變壓器四、幾種常用變壓器四、幾種常用變壓器為了監(jiān)測變電站向外輸電情況，要在變電站安裝互感器，其接線

12、如圖為了監(jiān)測變電站向外輸電情況，要在變電站安裝互感器，其接線如圖5519所示，兩變壓器匝數(shù)分別為所示，兩變壓器匝數(shù)分別為n1、n2和和n3、n4，a和和b是交流電表，則是交流電表，則()An1n2Bn3n4Ca為交流電流表，為交流電流表，b為交流電壓表為交流電壓表Da為交流電壓表，為交流電壓表，b為交流電流表為交流電流表左圖是電壓互感器，左圖是電壓互感器，a為交流電壓表，為交流電壓表，把把高電壓經(jīng)過變壓器降壓后測量，所以高電壓經(jīng)過變壓器降壓后測量，所以n1n2右圖為電流互感器，右圖為電流互感器，b為交流電流表為交流電流表把大電流經(jīng)過變壓器減為小電流再測量，所以把大電流經(jīng)過變壓器減為小電流再測量

13、，所以n3n451.理想變壓器在正常工作時，原、副線圈中理想變壓器在正常工作時，原、副線圈中一定相同一定相同的的物理量是物理量是()A每匝線圈中磁通量的變化率每匝線圈中磁通量的變化率B交變電流的頻率交變電流的頻率C原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D原線圈的感應電動勢和副線圈的感應電動勢原線圈的感應電動勢和副線圈的感應電動勢2如圖所示，為一理想變壓器，原、如圖所示，為一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為副線圈匝數(shù)比為20 1，兩個標有，兩個標有“12 V,6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端當兩燈泡都正常工作時，的兩端當兩燈泡都正常工作時，原線圈

14、電路中電壓表和電流表原線圈電路中電壓表和電流表(可視可視為理想電表為理想電表)的示數(shù)分別是的示數(shù)分別是()A120 V,0.10 A B240 V,0.025 AC120 V,0.05 A D240 V,0.05 A由由U1：U2n1:n2得，得，U1240VP1P26W212W又又P1U1I1可得可得I1 0.05AI2P/U20.1 A 由由U1 U2n1 n2 得得U1110 V 又又I1 I2n2 n1 得得I10.2 A 4.普通的交流電流表不能直接接普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，通常要通過電流互感器來連接，如圖所示，圖中電流互感器如圖所示，圖中電流互感器ab一側線圈的匝數(shù)較少一側線圈的匝數(shù)較少，工作時，工作時電流為電流為Iab，cd一側線圈的匝數(shù)一側線圈的匝數(shù)較多較多，工作時電流為，工作時電流為Icd，為了，為了使電流表能正常工作，則使電流表能正常工作，則()Aab接接MN、cd接接PQ，IabIcdBab接接MN、cd接接