资源简介

(共42张PPT)
5.4
变压器
用电器
额定工作电压
用电器
额定工作电压
随身听
3V
机床上的照明灯
36V
扫描仪
12V
防身器
3000V
手机充电器
4.2V
4.4V
5.3V
黑白电视机显像管
几万伏
录音机
6V
9V
12V
彩色电视机显像管
十几万伏
但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？
几种常见的变压器
一、变压器的构造
1.示意图
U1
U2
∽
n1
n2
∽
原线圈
副线圈
铁芯
2.构造：
（1）闭合铁芯
（绝缘硅钢片叠合而成）
（2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示
（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1;
输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
n2
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？
铁芯与线圈互相绝缘
U1
U2
∽
n1
n2
∽
二、变压器的工作原理
------互感现象
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（
U2、I2）转化。
原线圈
副线圈
铁芯
∽
U1
U2
n1
n2
∽
思考：若给原线圈接直流电压U1，
副线圈电压U2
？
U2＝0
理想变压器
如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。
无铜损、铁损、磁损
三、理想变压器的变压规律
I1
I2
n1
n2
U1
U2
原、副线圈中产生的感应电动势分别是：
E1=n1??/
?t
E2=n2??/
?t
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1
U2=E2
理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比
n2
>n1
U2>U1
-----升压变压器
n2
U2
-----降压变压器
四、理想变压器的变流规律
1.理想变压器输出功率应等于输入功率
即:
U1I1=U2I2
P出=
P入
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
此公式只适用于一个副线圈的变压器
五、几种常用变压器
1.自耦变压器
U2
U1
A
B
P
U1
U2
n1
n2
升压变压器
n1
n2
U1
U2
降压变压器
问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
2.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
钳式电流仪
疑点诠释
?
(1)没有能量损失
(2)没有磁通量损失
(3)基本量的制约关系
电压
功率
电流
副线圈的电压U2由原线圈的电压U1和匝数比决定
原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定
原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定
1.对理想变压器的理解
热点　变压器基本规律的应用
2.
理想变压器原、副线圈基本量的关系
3.
关于理想变压器的几点说明
(1)变压器不能改变恒定的直流电压．
(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率．
(3)理想变压器本身不消耗能量．
(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2
均为有效值．
(5)当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的电压，并不是电源的电压．
易错提示
一、解决理想变压器的动态分析问题的方法
1.根据题意分清变量和不变量．
2.弄清变压器动态变化的决定关系．
(1)原线圈与副线圈电压的决定关系．
(2)输入功率与输出功率的决定关系．
(3)原线圈与副线圈电流的决定关系．
3.判定变压器各量变化关系的基本思路程序
易错辨析
疑点诠释
?
二、常见理想变压器的两种动态问题分析法
1、匝数比不变的情况(如图所示)
二、常见理想变压器的两种动态问题分析法
2、负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)保持Q位置不动，说明了哪些物理不发生变化？
审题设疑
(2)保持P位置不动，表明哪些物理量不会变化？
转
解析
转
原题
(1)开关接a与接b对电路有何影响？
审题设疑
(2)电压表、电流表的示数反映电路的瞬时值吗？
(3)滑片P上移,怎样判断电表示数?
转
解析
转
原题
3.规律方法
含有变压器的动态电路问题的解题思路
方法提炼
转
解析
L仍能正常发光
L两端电压保持不变
n2增大
滑片P应适当上滑
若匝数比不变,应使R1两端的电压减小
R2应增大
转
原题
注意：
1.A1、A2示数比值及V1、V2的示数只决定于原副线圈的匝数比.
2.V2的示数决定于原线圈电压；A1的示数决定于变压器输出功率.
【跟踪训练】
为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后(　　)．
A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
解析显隐
提示
【跟踪训练】
如图所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是(　　)
A.
当滑片c向b端移动时，变压器输入功率变大
B.
当滑片c向a端移动时，电流表A1的示数将减小，电压表V的示数不变
C.
当滑片c向b端移动时，电流表A2的示数将变大，电压表V的示数也变大
D.
当滑片c不动，将开关S由1掷向2时，三个电表A1、A2、V的示数都变大
转解析
转原题
审题导析
1.交流电压（流）表只能表示交变电流的有效值.
2.可用变压器的知识结合欧姆定律来判断电压（流）表的变化.
【真题】
(2012·福建卷，14)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsin
ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.
V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；
A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是(　　)．
A．I1和I2表示电流的瞬时值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小
解析显隐
一、变压器的构造
1．示意图
2．电路图中符号
3．构造：
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生
的互相感应现象
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器
P入＝P出
三、理想变压器的变压规律
U1/U2=n1/n2
四、理想变压器的变流规律：
I1/I2=n2/n1
五、常用变压器
小结
练1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为
（
）
A．3mA
B．0
C．48mA
D．与负载R的值有关
B
180
3
A
练习2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流
I1
=______。
图（a）
A
铁芯
图（b）
C
练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
U1
I1
I2
n1
n2
U2
R
变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系
1.输入功率P1由输出功率P2决定；
P1＝P2
2.U1由电源决定；
3.U2由U1和匝数比决定；
U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定；
I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定；
I1＝n2/n1·I2
六、有多个副线圈的理想变压器的问题
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：
例、一台理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝，两个副线圈的匝数分别是n2＝60匝，n3＝600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I2＝1A，I3＝4A，求原线圈中的电流。
2.24A
练、如图所示：理想变压器的交流输入电压U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：
（1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3.
（2）原线圈的电流I1。
n3
n2
n1
（1）n2
＝1320匝
n3=
72匝
（2）I1=0.095A
例、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n1:n2＝2：1.在不接负载的情况下，则（
）
A．当线圈1输入电压为220V时，
线圈2输出电压为110V
B．当线圈1输入电压为220V时，
线圈2输出电压为55V
C．当线圈2输入电压为110V时，
线圈1输出电压为220V
D．当线圈2输入电压为110V时，
线圈1输出电压为110V
BD
练习、一理想变压器如图所示，在n1两端接交流电U1＝220V，n1为4400匝，n2为1100匝。若要使U3＝U2，求n3。
n3＝2200匝

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