人教版高中物理选修3-2课件：5.4变压器1

在输电过程中，电压必须进行调整。 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？ 生活中需要各种电压 需改变电压，以适应各种不同电压的需要。 变压器就是改变交流电压的设备 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 1~2万伏 录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 3~4万伏 变压器 第五章 交变电流 城乡变压器 可拆式变压器 各式变压器 思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到电源的两端： (1)恒定直流 (2)正弦交流 另一个线圈连到小灯泡上。 小灯泡可能发光吗？ 1、示意图 (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 与交变电源相连 (3)副线圈(次级线圈) 其匝数用n2表示 与负载相连 (4)输入电压U1 输出电压U2 一、变压器的构造 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 n1 n2 ∽ 2、符号 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，副线圈是否产生电压U2？ 铁芯与线圈互相绝缘 n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 45.unknown 原线圈 接 交 流 电 在铁芯中 产生变化 的磁通量 副线圈 产生感 应电动势 在铁芯中 产生变化 的磁通量 二、变压器的工作原理 ——互感现象 副线圈 有 交 流 电 原线圈 产生感 应电动势 ——互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能 → 磁场能 → 电能转化 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2) 二、变压器的工作原理 若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2? =0 n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 0 e t t1 t2 t3 t4 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压器的特点： 三、理想变压器 ——没有能量损失的变压器 实际上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%（理想变压器）是没有问题的。 三、理想变压器 ——没有能量损失的变压器 P入＝P出 输入功率等于输出功率 线圈两端的电压与 线圈匝数有什么关系？ 四、理想变压器的变压规律 猜测：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数 实验：探究变压器线圈两端的 电压与匝数的关系 方法：控制变量法 注意： 1)原线圈电压不要超过12伏. 2)用多用电表的交流电压档测电压，先用大量程后用小量程. 3)设计表格记录结果. 1)改变副线圈匝数(交流电压、原线圈匝数恒定) U1=4V n1(0-2) 实验过程 n2 U2/V 0-2 0-8 0-14 2)改变原线圈匝数(交流电压、副线圈匝数恒定) U1=4V n2(0-4) n1 U2/V 0-2 0-8 0-14 3)改变交流电压(原线圈匝数、副线圈匝数恒定) n1:n2=2:1 U1/V U2/V 2 4 6 8 10 实验结论 误差允许范围内 误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗 n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 问题：请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。 理论推导 原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是： 若不考虑原副线圈的内阻有: U1=E1 U2=E2 四、理想变压器的变压规律 U2 U1 I1 n1 n2 I2 R ~ n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器 3、n2 <n1 U2 <U1——降压变压