2.6变压器 （备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-2）

粤教版 高中物理选修3-2 第二章 你知道以下电器或电子设备的工作电压吗？ 爱华随身听 Ipad电脑 苹果手机 数码相机 3V 5.0V 3.7V 9伏 生活中需要各种电压 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？ 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 形形色色的变压器 线圈1 闭合铁芯 线圈2 主要由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两组或两组以上的线圈组成。 一、变压器的结构 由涂绝缘漆的硅钢片叠合而成。 用高强度漆包线绕制而成。 闭合铁芯 原线圈 副线圈 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 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 2、符号 铁芯与线圈互相绝缘 变压器原副线圈不相通 一、变压器的结构 n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 n1 n2 ∽ 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 思考：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2? =0 ～ ～ ——互感现象 变压器的铁芯起什么作用？ 集中磁感线 在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。 P入=P出 建立模型 变压器在忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情况下，称为理想变压器。 理想变压器特点： （1）变压器铁芯内无漏磁；（2）原、副线圈不计内阻；（3）忽略铁芯产生的热量。 无磁损（漏磁） 无铜损（线圈发热） 无铁损（铁芯发热） 理 想 变 压 器 理想变压器 课本56页讨论与交流2 给原线圈加直流电压，副线圈电压U2=0，说明变压器不能改变直流电 为什么？ 因为原线圈电流不变，产生的磁通量不变，经过副线圈的磁通量不变，不能产生感应电动势 变压器原副线圈电压与匝数关系 课本56页观察与思考 实验1. 结论：副线圈匝数越大，越亮 实验2. 结论：原线圈匝数越大，越暗 2、原、副线圈输入与输出功率的关系 P入=P出 3、原、副线圈中的电流关系 P入= U1I1 P出=U2I2 或 I1n1=I2n2 变压器有升压或降压之分 1、原、副线圈两端电压的关系 思考：以上三个关系式中物理量的决定关系？ 三、变压器的基本关系 n1 n2 ~U1 U2~ E1 E2 1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器 2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器 实验和理论分析都表明：理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比 如果变压器的副线圈有N个，匝数分别为n2、n3……nN. 理想变压器输入功率等于输出功率 即: U1I1=U2I2 P入= P出 四、理想变压器的变流规律 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 如果变压器的副线圈有N个，匝数分别为n2、n3……nN. 3. 原线圈电流与匝数乘积等于各副线圈 电流与匝数乘积之和 一原多副变压器的基本关系 1. 电压与匝数成正比 2. 原线圈功率等于各副线圈功率之和 课本56-57页实验探究 1. 理想变压器电压关系 U1/U2=n1/n2 （U1决定U2） 2. 功率关系：P1=P2 (P2决定P1） 3. 电流关系：I1/I2= n2/n1 (I2决定I1) I1 I2 U2 n1 n2 U1 自耦变压器 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈 工作原理： 通过自感变压，可以从0至最大值连续调节所需要的电压 A、降压:整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分 B、升压:把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈 U2 U1 A B P U1 U2 n1 n2 U1 U2 n1 n2 2.互感器 电流互感器 电压互感器 电压互感器用来测量高电压，电流互感器用来测量大电流，都很危险。为了安全，电压互感器和电流互感器在工作时，它们