资源简介

(共26张PPT)
§7.3-1 变压器的结构和原理　
高压输电线
霓虹灯管
LED节能灯
数控铣床
苹果充电器
同学们以上各装置的工作电压是多少？
200kV
1kV
220V
5V
380V
以上数值是交流电的有效值还是峰值？
有效值
一、 变压器
小型变压器：可调范围0-380V
电力变压器：高压电转市电
改变交流电压的装置——变压器
一、 变压器
变压器的基本构造
一、 变压器
输入交流电源的一端：
可拆解的变压器
U2
R
n1
n2
示意图
副线圈
原线圈
U1
n1
n2
n1
n2
无铁芯
有铁芯
原线圈n1 ( 初级线圈 )
输出交流电源的一端：
副线圈n2 ( 次级线圈 )
输入电压U1
输出电压U2
接用电器（负载）
电路符号
一、 变压器
U2
R
n1
n2
U1
AB线圈相互独立，但是通过改变A线圈中的电流，产生变化的原磁场，使B线圈产生电磁感应现象
变压器原、副线圈不在一个回路中,是如何传递能量的
若给原线圈接直流电，副线圈还能否产生电压？
没有变化的磁通量ΔΦ
没有电磁感应现象
相邻线圈的电磁感应现象称之为
互感现象
B原 变化
产生B感
一、 变压器
U2
R
n1
n2
U1
一定要有铁芯，副线圈才能产生电动势？铁芯起着怎样的作用？
U2
R
n1
n2
U1
铁芯可以约束磁感线，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率
大部分磁感线都被浪费了，效率不高
需要修改
一、 变压器
交变流电
U2
R
n1
n2
U1
原线圈
交变磁场
交变流电
交变磁场
副线圈
互感
变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？
在能量的转化和传递过程中， 必然会存在能量的损耗。
磁损：
铁损：
铜损：
能量损耗
线圈电阻发热
涡流现象发热
漏磁损失能量
锻造特殊的结构减少涡流
主要损耗
二、 理想变压器
实际变压器（特别是大型变压器）的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%~99%，所以理论研究时我们把它当成100%是没有问题的。
理想变压器
无铜损 无铁损 无磁损
变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。
P入 = P出
能量守恒定律
三、 理想变压器的规律
U2
R
n1
n2
U1
由法拉第电磁感应定律，得：
这里的E1和E2指的是原副线圈的交变电动势的有效值
不考虑原副线圈的电阻的理想变压器原、副线圈的电压：
变压器只改变交流的电压，不改变周期和频率，若表示为交变电流的瞬时值表达式：
三、 理想变压器的规律
实验方法：
实验数据：
实验结论：
在误差范围内，原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比
控制变量法
三、 理想变压器的规律
设穿过原线圈磁通量为Φ1，穿过副线圈磁通量为Φ2。
Φ1=Φ2
理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：
U1=E1
U2=E2
ΔΦ1=ΔΦ2
三、 理想变压器的规律
不同的变压需要
1、当n2 >n1 时，U2>U1
3、当n2 2、当n2 = n1时，U2=U1
—— 升压变压器
—— 等压变压器
—— 降压变压器
升压变压器
降压变压器
三、 理想变压器的规律
理想变压器：输出功率等于输入功率
U1I1=U2I2
（次级只有一个线圈！）
P1＝P2
P=UI
原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比
变压器高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过的电流大,应用较粗的导线绕制。
示例 理想变压器的原线圈匝数 n1 = 2 200，输入电压为 220 V。为了使副线圈得到 36 V 输出电压，副线圈匝数 n2 应为多少？
分析：根据理想变压器的电压比和匝数比的关系，可以求出副线圈匝数。
解：已知 n1 = 2 200，输入电压 U1 = 220 V，输出电压 U2 = 36 V，由
所以，副线圈需要 360 匝
形形色色的变压器
城乡变压器
各式变压器
可拆式变压器
四、 变压器原理的应用
钳式电流表
无线充电技术原理
自耦变压器
U2
U1
A
B
P
U1
U2
n1
n2
n1
n2
U1
U2
升压变压器
降压变压器
互感器
A
电流互感器
电压互感器
V
使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数
零线
火线
零线
火线
四、 变压器原理的应用
无线充电技术原理
初级线圈
次级线圈
输入
交流电
手机开始充电时，底座同时亮起了一圈呼吸灯，互感。
输出
感应电流
四、 变压器原理的应用
课堂小结
（多个副线圈）
P入=P出
1.规律:
2.推论：
I1
U2
U1
n1
I2


U1I1=U2I2
n2
E2
E1
理想变压器
---没有能量损失
原线圈
副线圈
U1
n1
n2
I1
I1
B原
E2
E1
B副
I2
I2
U2
注意：
电流反比只适用于一个副线圈的变压器
[练习1] (多选)如图6所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是( 　　)
A.仅闭合开关S，灯L1会变亮
B.仅闭合开关S，
r消耗的功率会变大
C.仅将滑片P下移，电流表的示数会变大
D.仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小
BC
A. U 增大、I 增大、P1 增大
C. U 减小、I 减小、P1 减小
D. U 不变、I 减小、P1 不变
B. U 不变、I 减小、P1 增大
[练习２]如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电器上R1的功率P1将分别是( )
D
[练习2](多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有完全相同的几个灯泡。结果都可以正常发光。下列说法正确的是(　　)
A.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为3∶1C.此时a和b的电功率之比为1∶9D.此时a和b的电功率之比为1∶1
c
d
BD
[练习３]钳形电流表的外形和结构如图(a)所示。图(a)中电流表的读数为1.2A 。图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则( )
A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流，图(b)的读数为3.6A
C
[练习４]如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1 （ ）
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏L1
D、不能确定
A
L2
L3
L4
n1
n2
~
L1

展开更多......

收起↑