物理選修1134變壓器

1、1交變電流：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流2交變電流的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)3交變電流的變化規(guī)律：表達(dá)式： i=imsint ，u=umsint,4描述交流的物理量（1）周期t：完成一次周期性變化所需的時(shí)間。（2）頻率f：1s內(nèi)交變電流完成周期性變化的次數(shù)。（3）關(guān)系：互為倒數(shù)。我國(guó)使用的頻率是50 hz。5電容器主要應(yīng)用：隔直流，通交流。6交流的有效值：（1）使交流和直流通過(guò)相同的電阻，在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等（2）有效值與峰值的大小關(guān)系：,世界第一高水壩長(zhǎng)江三峽大壩，巍然聳立在湖北省宜昌市。三峽電廠的投產(chǎn)，改善了我國(guó)一些地區(qū)的電力供應(yīng)。遠(yuǎn)在幾千千米之外的你家，也許使用的

2、就是三峽電。,照明燈電壓-220伏機(jī)床上照明燈-36伏半導(dǎo)體收音機(jī)電源電壓不超過(guò)10伏電視機(jī)顯像管卻需要10000伏以上電壓大型發(fā)電機(jī)交流電壓-幾萬(wàn)伏 遠(yuǎn)距離輸電-幾十萬(wàn)伏,交流便于改變電壓以適應(yīng)各種不同的需要變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備,輸電過(guò)程示意圖,在輸電過(guò)程中，各種變壓器發(fā)揮著極其重要的作用。變壓器是電氣化社會(huì)不可或缺的重要設(shè)備。我們身邊有形形色色的變壓器。,.變壓器,知識(shí)與能力1了解變壓器的作用。2了解變壓器的結(jié)構(gòu)。3知道變壓器是怎樣改變電壓的。 4了解變壓器兩個(gè)線圈的電壓關(guān)系。,過(guò)程與方法1通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)了解變壓器的作用。2知道交流能通過(guò)電容器的原因，了解變壓器在生活中的應(yīng)用。 3體

3、驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析論證能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀初步了解變壓器的發(fā)明和利用對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步的作用，進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)生活之間的密切關(guān)系。,重點(diǎn)1變壓器的構(gòu)造。2變壓器為什么能夠改變交流的電壓。難點(diǎn)變壓器怎樣改變交流的電壓。,一變壓器的結(jié)構(gòu) 二變壓器為什么能改變電壓,一變壓器的結(jié)構(gòu),定義：（1）原線圈：變壓器是由鐵芯和繞在鐵芯上的線圈組成的。變壓器的一個(gè)線圈跟前一級(jí)電路連接，叫做原線圈，也叫初級(jí)線圈。（2）副線圈：另一個(gè)線圈跟下一級(jí)電路連接，叫做副線圈 ，也叫次級(jí)線圈。,變壓器,1實(shí)驗(yàn)儀器：變壓器、學(xué)生電源、燈泡,演示,（插入動(dòng)畫）,動(dòng)畫：變壓器,2實(shí)驗(yàn)過(guò)程： 一個(gè)線圈連

4、接學(xué)生電源的交流輸出端，另一個(gè)線圈連接小燈泡的兩端，閉合學(xué)生電源的開(kāi)關(guān)，會(huì)看到小燈泡發(fā)光。 改變學(xué)生電源的電壓，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。 原線圈與副線圈對(duì)調(diào)，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。 換用其他線圈，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。 3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小燈泡發(fā)光，改變學(xué)生電源的電壓，燈泡的亮度發(fā)生變化，原線圈與副線圈對(duì)調(diào)，燈泡的亮度發(fā)生變化。,3過(guò)程分析：,開(kāi)關(guān)閉合，小燈泡發(fā)光,原線圈中的交變電流會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通，鐵芯中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向也都在不斷變化。,（2）原線圈分析：原線圈中通過(guò)電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化。,原線圈,（3）副線圈分析：副線圈與原線圈是套在同一個(gè)鐵芯上的，通過(guò)副線圈的磁場(chǎng)也在不斷

5、變化，于是就在副線圈內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。線圈的各匝導(dǎo)線之間是相互串聯(lián)的，每匝的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加在一起，就是整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。,副線圈,變壓器為什么能改變電壓？,若原線圈接入直流，那么副線圈中是否能產(chǎn)生感應(yīng)電流？,改變?cè)€圈或副線圈的匝數(shù)，會(huì)產(chǎn)生怎樣的效果？,不能，因?yàn)橹绷麟姰a(chǎn)生的磁場(chǎng)不發(fā)生改變。,輸出電壓的大小跟原副線圈的匝數(shù)有關(guān)。,原線圈通以變化的電流時(shí),會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，磁通量是全部集中在鐵芯內(nèi)，不管閉合鐵芯上繞多少匝線圈，穿過(guò)每組線圈的磁通量的變化率相同的。因此：在同一個(gè)鐵芯上，哪個(gè)線圈的匝數(shù)多，哪個(gè)線圈的電壓就高。,結(jié)論：,能的轉(zhuǎn)換：變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：,電能,磁場(chǎng)

6、能,電能,(u1、i1),(變化的磁場(chǎng)),( u2、i2),閉合鐵芯實(shí)現(xiàn)了電能-磁場(chǎng)能-電能的轉(zhuǎn)換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過(guò)鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過(guò)程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型-理想變壓器。,下面我們通過(guò)使用多用電表測(cè)量交流電壓來(lái)定量分析理想變壓器的變壓規(guī)律。,理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比：,理想變壓器特點(diǎn)：（1）變壓器鐵芯內(nèi)無(wú)漏磁。（2）原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻。,結(jié)論：,理論分析法:,原線圈1,副線圈2,所以：,原、副線圈兩端電壓之比等這兩個(gè)線圈的匝數(shù)比。,即：,而,1當(dāng)n2 n1 時(shí)，u2u1,3當(dāng)n2 n1時(shí)，u2 u

7、1,2當(dāng)n2 = n1時(shí)，u2=u1, 升壓變壓器, 等壓變壓器, 降壓變壓器,二變壓器為什么能改變電壓,變壓器的副線圈與原線圈之間，并沒(méi)有導(dǎo)線相連，但在副線圈內(nèi)卻產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)，使得與副線圈相連的燈泡發(fā)光，這是為什么？,原線圈中通過(guò)電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向也都在不斷變化。副線圈與原線圈是套在同一個(gè)鐵芯上的，通過(guò)副線圈的磁場(chǎng)也在不斷變化，于是就在副線圈內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。線圈的各匝導(dǎo)線之間是相互串聯(lián)的，每匝的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加在一起，就是整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此，在同一個(gè)鐵芯上，哪個(gè)線圈的匝數(shù)多，哪個(gè)線圈的電壓就高。,工作原理：,07廣東卷

8、如圖所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比n1/n2=1/20,加在原線圈的電壓為u1=311sin100t（v），霓虹燈正常工作的電阻r=440k，i1、i2表示原、副線圈中的電流，下列判斷正確的是（）,a.副線圈兩端電壓6220v，副線圈中的電流14.1mab.副線圈兩端電壓4400v，副線圈中的電流10.0mac.i1i2,bd,【07海南卷】某發(fā)電廠用2.2kv的電壓將電能輸出到遠(yuǎn)處的用戶，后改為用22kv的電壓，在既有輸電線路上輸送同樣的電功率。前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為_(kāi)。要將2.2kv的電壓升高到22kv，若變壓器

9、原線圈的匝數(shù)為180匝，則副線圈的匝數(shù)應(yīng)該是_匝。,100,1800,【08海南卷】如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為41原線圈接入一電壓為uu0sint的交流電源，副線圈接一個(gè)r27.5 的負(fù)載電阻若u0220 v，100 hz，則下述結(jié)論正確的是（）a副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 vb副線圈中輸出交流電的周期為c原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 ad原線圈中的輸入功率為,ac,c,a36匝 b72匝 c720匝d1440匝,a3ma b0 c48ma d與,0,0,44,0.44,19.36,3 a,180,1答：其根本原因還是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在一個(gè)線圈中接入電流，該電流在周圍產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)形成變化磁通量，另一個(gè)線圈處在這樣的環(huán)境中就可以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果在一個(gè)線圈上加一個(gè)恒定直流電壓，線圈中將有恒定電流通過(guò)，產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)、恒定不變的磁通量，另一個(gè)線圈在這樣的環(huán)境中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2答：原、副線圈的匝數(shù)不同，這樣才可以改變輸出的電壓。如果兩者匝數(shù)相同，輸出的電壓就跟輸入的電壓一樣了。,3答：輸出電壓（36v）比輸入電壓（220v）低，副線圈匝數(shù)應(yīng)比原線圈匝數(shù)少。由公式u1/u2=n1/n2，將u1=220v，