魯科版_選修3-2《變壓器》上課

1、 幾幾 萬萬 伏伏10000V 但我們國家民用統(tǒng)一供電均為但我們國家民用統(tǒng)一供電均為220220V V，那么如何使這些，那么如何使這些額定電壓不是額定電壓不是220V220V的電器設(shè)備的電器設(shè)備正常工作的呢？正常工作的呢？ 第第4章章 遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電第2節(jié) 變壓器變壓器1 1、構(gòu)造、構(gòu)造（1 1）閉合鐵芯）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成）（絕緣硅鋼片疊合而成）（2 2）原線圈：與）原線圈：與 相連的線圈其匝數(shù)用相連的線圈其匝數(shù)用 表示；表示；（3 3）副線圈：與）副線圈：與 相連的線圈其匝數(shù)用相連的線圈其匝數(shù)用 表示；表示；（4 4）輸入電壓：）輸入電壓： 用用 表示；表示； 輸出電壓：

2、輸出電壓： 用用 表示表示. .2 2、變壓器在電路圖中符號(hào)、變壓器在電路圖中符號(hào)n1n2電源電源負(fù)載負(fù)載原線圈兩端的電壓原線圈兩端的電壓副線圈兩端的電壓副線圈兩端的電壓n n1 1n n2 2U U1 1U U2 2一、變壓器的構(gòu)造一、變壓器的構(gòu)造結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成：由兩個(gè)由兩個(gè)(或兩個(gè)以上或兩個(gè)以上)線圈和閉合的鐵芯組成線圈和閉合的鐵芯組成一原多副一原多副 U1U2n1n2一原一副一原一副重點(diǎn)突破：變壓器的工作原理重點(diǎn)突破：變壓器的工作原理1.1.工作原理：工作原理：互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象 U1U2n1n22.2.理論分析理論分析22Ent原線圈原線圈副線圈副線圈11UE 22UE 所以所以：2

3、121nnUU若忽略線圈內(nèi)阻若忽略線圈內(nèi)阻21EE21nn11Ent若給原線圈接若給原線圈接直直流電壓流電壓U ，副線副線圈電壓圈電壓U U2 2 ？二、理想變壓器的規(guī)律二、理想變壓器的規(guī)律1、理想變壓器的特點(diǎn)、理想變壓器的特點(diǎn) （1）變壓器的鐵芯內(nèi)）變壓器的鐵芯內(nèi) ；（2）原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻，即不產(chǎn)生）原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻，即不產(chǎn)生 ；（3）不考慮硅鋼片）不考慮硅鋼片 產(chǎn)熱。產(chǎn)熱。2、電壓關(guān)系、電壓關(guān)系: （1）原副線圈的兩端電壓之比等于）原副線圈的兩端電壓之比等于 。 表達(dá)式：表達(dá)式： （2）升壓變壓器）升壓變壓器: （3）降壓變壓器）降壓變壓器: 3、電流關(guān)系：對(duì)于理想變壓器，、電流關(guān)系：

4、對(duì)于理想變壓器，P入入=P出出，即，即 U1I1= U2I2，得，得無漏磁無漏磁焦耳熱焦耳熱渦流渦流兩線圈匝數(shù)之比兩線圈匝數(shù)之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 2121nnUU1221nnII適用于一原一副適用于一原一副適用于所有變壓器適用于所有變壓器思考感悟思考感悟變壓器的原副線圈連在一起嗎？是原線圈中的變壓器的原副線圈連在一起嗎？是原線圈中的電流跑到副線圈中去了嗎？電流跑到副線圈中去了嗎？提示：提示：變壓器的原副線圈雖然都套在同一個(gè)鐵變壓器的原副線圈雖然都套在同一個(gè)鐵芯上，但兩線圈是彼此絕緣的，是利用了互感芯上，但

5、兩線圈是彼此絕緣的，是利用了互感現(xiàn)象在副線圈上感應(yīng)出電流的，并不是原線圈現(xiàn)象在副線圈上感應(yīng)出電流的，并不是原線圈的電流直接跑到副線圈中去的電流直接跑到副線圈中去 這樣可以通過這樣可以通過繞制不同匝數(shù)的副線圈來得到繞制不同匝數(shù)的副線圈來得到各種數(shù)值的交變電動(dòng)勢各種數(shù)值的交變電動(dòng)勢，從而改變了交變電流的，從而改變了交變電流的電壓電壓要強(qiáng)調(diào)的是：從能量轉(zhuǎn)換角度看，變壓器是把要強(qiáng)調(diào)的是：從能量轉(zhuǎn)換角度看，變壓器是把電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為磁能磁能，再將，再將磁能磁能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電能電能的裝置，的裝置，一般地說，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后一般地說，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后電壓、電流電壓、電流均發(fā)生了變均發(fā)生了變化化如何得到不同的電壓了？

6、如何得到不同的電壓了？（1 1）變壓器只對(duì)變化的電流起作用）變壓器只對(duì)變化的電流起作用（2 2）兩線圈間是絕緣的，是通過磁場聯(lián)系在一起）兩線圈間是絕緣的，是通過磁場聯(lián)系在一起（3 3）U U2 2與與U U1 1變化頻率相同，變化頻率相同，（4 4）能量轉(zhuǎn)化流程：）能量轉(zhuǎn)化流程：電能電能-磁場能磁場能-電電能能?（5 5）在變壓器問題中，原、副線圈電壓、在變壓器問題中，原、副線圈電壓、電流為有效值，或同為最大值電流為有效值，或同為最大值典例剖析：一、變壓器的原理典例剖析：一、變壓器的原理例例1 1、一理想變壓器，其原線圈、一理想變壓器，其原線圈22002200匝，副線圈匝，副線圈440440匝

7、，并接一個(gè)匝，并接一個(gè)100100的負(fù)載電阻。的負(fù)載電阻。（1 1）當(dāng)原線圈接在）當(dāng)原線圈接在44V44V直流電源電源上時(shí)，副線圈兩端電壓表示直流電源電源上時(shí)，副線圈兩端電壓表示數(shù)為數(shù)為_V,_V,副線圈中電流表示數(shù)為副線圈中電流表示數(shù)為_A._A.（2）當(dāng)原線圈接在）當(dāng)原線圈接在220V交變電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為交變電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為_V，電流表示數(shù)為，電流表示數(shù)為_A。0 00 044440.440.44練習(xí)練習(xí)1 1、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比、理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n n1 1:n:n2 24 4：1 1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中向

8、左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，圖中電流表線時(shí)，圖中電流表A A1 1的示數(shù)的示數(shù)12mA12mA，則電流表，則電流表A A2 2的示數(shù)的示數(shù)為為 （ ）A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D與負(fù)載與負(fù)載R R的值有關(guān)的值有關(guān)B例例2 2、圖為理想變壓器，它的初級(jí)線圈接在交流電源上，次級(jí)線、圖為理想變壓器，它的初級(jí)線圈接在交流電源上，次級(jí)線圈接在一個(gè)標(biāo)有圈接在一個(gè)標(biāo)有“12V 100W”12V 100W”的燈泡上已知變壓器初、次級(jí)的燈泡上已知變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為線圈匝數(shù)之比為181181，那么燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表讀，那么燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表讀數(shù)為

9、數(shù)為_ _V_V，電流表讀數(shù)為，電流表讀數(shù)為_A_A 典例剖析：二、理想變壓器的規(guī)律典例剖析：二、理想變壓器的規(guī)律2162160.460.46解解：(1)由燈正常發(fā)光，故：由燈正常發(fā)光，故：U2=12V由理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系：由理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系： U1/U2=n1/n2 得：得： U1=216V（2）由能量守恒，有）由能量守恒，有P入入=P出出，即，即I1U1=I2U2=P2得：得：I1=P2/U1=0.46A規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總結(jié)：2121nnUU1221nnII12PP1.1.電壓關(guān)系電壓關(guān)系2.2.電流關(guān)系電流關(guān)系3.3.功率關(guān)系功率關(guān)系基本關(guān)系基本關(guān)系制約關(guān)系制約關(guān)系 1.

10、1.電壓電壓2.2.電流電流3.3.功率功率21UU 由 和匝數(shù)比決定12PP 由 決定12II 由 和匝數(shù)比決定典例剖析：三、理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析典例剖析：三、理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析例例3 3、對(duì)于理想變壓器，下列說法中正確的是（、對(duì)于理想變壓器，下列說法中正確的是（ ）A A、原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大、原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大B B、原線圈的輸入電流，隨著副線圈的輸出電流增大而增大、原線圈的輸入電流，隨著副線圈的輸出電流增大而增大C C、原線圈的電壓，不隨副線圈的輸出電流變化而變化、原線圈的電壓，不隨副線圈的輸出電流變化而變化D D、當(dāng)副線圈的

11、電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零、當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2 2、如圖所示，理想變壓器副線圈通過導(dǎo)線接兩個(gè)相同如圖所示，理想變壓器副線圈通過導(dǎo)線接兩個(gè)相同的燈泡的燈泡L L1 1和和L L2 2。導(dǎo)線的等效電阻為。導(dǎo)線的等效電阻為R R?，F(xiàn)將原來斷開的開關(guān)。現(xiàn)將原來斷開的開關(guān)S S閉閉合，若變壓器原線圈兩端的電壓保持不變，則下列說法中正確合，若變壓器原線圈兩端的電壓保持不變，則下列說法中正確的是（的是（ ）A A副線圈兩端的電壓不變副線圈兩端的電壓不變 B B通過燈泡通過燈泡L L1 1的電流增大的電流增大C C原線圈中的電流減小原線圈中的電流減小 D D變壓器的

12、輸入功率減小變壓器的輸入功率減小ABCABCA A2121nnUU22UIR1221InIn111PIU方法總結(jié)：動(dòng)態(tài)分析的一般思路方法總結(jié)：動(dòng)態(tài)分析的一般思路1U2U決定決定2I決定決定1I決定決定1P決定決定多副線圈呢？多副線圈呢？ 原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系適用于原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系適用于“一原一一原一副副”的情況，對(duì)于的情況，對(duì)于“多副多副”情況要利用功率關(guān)系情況要利用功率關(guān)系P原原P副副處理處理 如圖如圖428所示為理想變壓器原線所示為理想變壓器原線圈的匝數(shù)為圈的匝數(shù)為1000匝，兩個(gè)副線圈匝，兩個(gè)副線圈n250匝，匝，n3100匝，匝，L1是是“6 V2 W”的小燈泡，的小燈

13、泡，L2是是“12 V4W”的小燈泡，當(dāng)原線圈接的小燈泡，當(dāng)原線圈接上交流電壓時(shí)，上交流電壓時(shí)，L1、L2都正常發(fā)光，那么都正常發(fā)光，那么原線圈中的電流為原線圈中的電流為()圖圖428典例剖析：四、典例剖析：四、變壓器變壓器“一原多副一原多副”問題問題二、理想變壓器的基本規(guī)律二、理想變壓器的基本規(guī)律1基本規(guī)律基本規(guī)律拓展：拓展：1. 1.自耦變壓器自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器降壓變壓器問題：有沒有只問題：有沒有只用一組線圈來實(shí)用一組線圈來實(shí)現(xiàn)變壓的變壓器？現(xiàn)變壓的變壓器？ 1、特點(diǎn)：鐵芯上只、特點(diǎn)：鐵芯上只有一個(gè)有一個(gè) 。2、用途：可升

14、壓，、用途：可升壓，也可以降壓。如把也可以降壓。如把整個(gè)線圈作整個(gè)線圈作 ，原線圈只取線圈的原線圈只取線圈的一部分，就可以一部分，就可以 電壓；如線圈的一電壓；如線圈的一部分作原線圈，整部分作原線圈，整個(gè)線圈作副線圈，個(gè)線圈作副線圈，就可以就可以 電壓。電壓。繞組繞組升高升高副副線圈線圈降低降低二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理1互感：交變電流通過原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)互感：交變電流通過原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)交變磁場，交變磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，交變磁場，交變磁場在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)副線圈閉合時(shí)，副線圈中有電流產(chǎn)生，它在鐵當(dāng)副線圈閉合時(shí)，副線圈中有電流產(chǎn)生，它在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，這個(gè)交變磁通量也穿過原芯中產(chǎn)生交變磁通量，這個(gè)交變磁通量也穿過原線圈，在原線圈中產(chǎn)生線圈，在原線圈中產(chǎn)生_的現(xiàn)象的現(xiàn)象2工作原理工作原理電磁感應(yīng)是變壓器的工作原理，即電磁感應(yīng)是變壓器的工作原理，即_是是變壓器工作的基礎(chǔ)變壓器工