《4變壓器》PPT課件(江蘇省市級優(yōu)課)-物理課件

熱烈歡迎各位專家！5.4變壓器學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1．知道變壓器的構(gòu)造．2．理解互感現(xiàn)象，理解變壓器的工作原理．3．理解理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，能應(yīng)用它分析解決基本問題．形形色色的變壓器各式變壓器還有今天要用的學(xué)生電源用來改變電壓，以適應(yīng)各種電器所需的電壓。那么變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理是怎么樣的呢？問題一：為什么接直流電，燈不亮，而接交流電燈亮呢？變化的電流變化的磁場變化的磁通量產(chǎn)生感應(yīng)電動勢燈亮不變的電流恒定的磁場不變的磁通量無感應(yīng)電動勢，燈不亮一個有趣的實驗互感1、示意圖(3)閉合鐵芯

(絕緣硅鋼片疊合而成)(1)原線圈(初級線圈)

其匝數(shù)用n1表示與交變電源相連兩端電壓用U1表示(2)副線圈(次級線圈)其匝數(shù)用n2表示與負載相連兩端電壓用U2表示一、變壓器的構(gòu)造原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2∽2、符號問題二：鐵芯與線圈是否相通，原副線圈電路是否相通？

不相通，那為什么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈會產(chǎn)生電壓U2？n1n2n1n2無鐵芯有鐵芯互感原線圈接直流電可以變壓嗎？為什么？原線圈接交流電在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量二、變壓器的工作原理副線圈有交流電原線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了：

電能

→磁場能

→電能轉(zhuǎn)化(U1、I1)(變化的磁場)(U2、I2)二、變壓器的工作原理原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2∽問題三：線圈兩端的電壓U1、U2有怎樣的關(guān)系呢？猜測：交流電壓、原線圈匝數(shù)、副線圈匝數(shù)目的：探究變壓器原副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系

方法：控制變量法1、保持交流電壓、原線圈匝數(shù)恒定，改變副線圈匝數(shù)U1=4Vn1=100匝2、保持交流電壓、副線圈匝數(shù)恒定，改變原線圈匝數(shù)U1=4Vn2=400匝實驗結(jié)論誤差允許范圍內(nèi)討論問題四：哪些地方會產(chǎn)生誤差（能量損失）？原線圈副線圈鐵芯U1U2

n1n2∽三、變壓器的變壓關(guān)系無銅損無磁損無鐵損理想變壓器—沒有能量損失的變壓器

實際上變壓器的效率都是比較高的，特別是電力設(shè)備中的巨大變壓器，在滿負荷工作時效率可以達到97%~99%，所以理論研究時我們把它當(dāng)成100%是沒有問題的。銅損：線圈發(fā)熱鐵損：鐵芯發(fā)熱磁損：磁感線并非全部通過副線圈即：P入＝P出原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是：若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有:

U1=E1

U2=E2

I1U2U1n1n2I2R~問題四：你能用法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)理想變壓器中原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系嗎？例1、理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，以下說法中正確的是(

)A.穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1B.穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動勢瞬時值之比為10：1D.正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1：1

BDn2

>n1

U2>U13、降壓變壓器n2<n1

U2<U12、等壓變壓器問題五：我們想升高電壓怎么辦？1、升壓變壓器問題：變壓器能變電壓，它能把電能變多嗎？n2=n1

U2=U1P入=P出問題六：理想變壓器原副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比，那么你能推導(dǎo)出理想變壓器原副線圈中的電流I1與I2的關(guān)系嗎？即:

U1I1=U2I2P入=P出理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比此公式只適用于一個副線圈的變壓器?例2、一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓220V的交流電源上，當(dāng)它對11只并聯(lián)的“36V,60w”的燈泡供電時,燈泡正常發(fā)光.由此可知副線圈的匝數(shù)n2=_____，通過原線圈的電流I1=______。1803A例2、如圖所示，一理想變壓器初次級線圈的匝數(shù)比為3:1，次級接三個相同的燈泡，均能正常發(fā)光，初級線圈中串有一個相同的燈泡L，則()A.燈L也能正常發(fā)光B.燈L比另三燈都暗C.燈L將會被燒壞D.不能確定A一、變壓器的構(gòu)造

1．示意圖

2．符號二、變壓器的工作原理：

1、互感現(xiàn)象：變壓器只能改變交流電的電壓和電流

2、能量轉(zhuǎn)化：電能→磁場能→電能

3、理想變壓器：三、理想變壓器的變壓、變流規(guī)律：小結(jié)P入＝P出2、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=4:1,當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時,圖中電流表A1的示數(shù)12mA,則電流表A2的示數(shù)為()A．3mAB．0C．48mAD．與負載R的值有關(guān)B1.自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器問題:有沒有只用一組線圈來實現(xiàn)變壓的變壓器?1.互感器

A電流互感器電壓互感器V

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)

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)六、常用變壓器4、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)中用同一電纜線繞了3匝，則(