内容正文:
第四章 远距离输电
菜 单
物理·选修3-2(LK)
第二节 变压器
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菜 单
物理·选修3-2(LK)
[学习目标]
1.了解变压器的构造及常见变压器类型。
2.理解互感现象和变压器的工作原理。
3.掌握理想变压器匝数与电压和电流的关系,并能用它解决基本问题。
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一、变压器的结构
1.变压器
它是改变_____电压的设备。如图4-2-1甲所示,变压器由___________和绕在铁芯上的______组成,其中闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的硅_____叠合而成,线圈用绝缘导线绕成。与电源连接的线圈叫__________,与负载连接的线圈叫___________。在电路中,变压器的符号如图乙所示。
交流
闭合铁芯
线圈
钢片
原线圈
副线圈
课前预习·落实基础
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图4-2-1
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2.种类
变压器分为______变压器和_____变压器两种。
升压
降压
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二、变压器的工作原理
1.变压器的工作原理是____________。
电磁感应
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2.当原线圈上加交变电压时,由于原线圈中电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的______也在不断变化。变化的_______在副线圈中产生感应电动势。如果副线圈是闭合的,则副线圈中将产生交变的感应电流,它也在铁芯中产生交变磁通量,在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于这种________现象,原、副线圈间虽然没有导线相连,电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。
磁场
磁场
互感
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3.没有_____损失的变压器,称为理想变压器。因为理想变压器不计一切电磁能量损失,因此,理想变压器的输入功率________输出功率。
能量
等于
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P1
三、理想变压器的关系
(1)电压与匝数的关系:eq \f(U1,U2)= 。
(2)电流与匝数的关系(只有一个副线圈):
eq \f(I1,I2)= 。
(3)功率关系:P2= 。
eq \f(n1,n2)
eq \f(n2,n1)
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四、自耦变压器
铁芯上只绕有____个线圈,_____个抽头,线圈既提供原线圈,又提供副线圈,自耦变压器变压规律与一般变压器相同。如调压变压器是一种自耦变压器,如图4-2-2所示。
一
三
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图4-2-2
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(1)我们所用的比较好的变压器就是理想变压器。
(2)理想变压器的输入功率和输出功率相等。
►自主思考——判一判
答案 (1)× (2)√
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(3)输入交变电流的频率越高,输出交变电流的电压就越高。
(4)变压器能改变所有电流的电压。
(5)原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈。
答案 (3)× (4)× (5)×
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考点一 理想变压器的构造及工作原理
在课外,某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时,发现缺少电源,于是就用一种摩托车的蓄电池代替,按图进行实验。
[问题探究]
课堂互动·突破考点
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图4-2-3
想一想,你能从这个实验中观察到什么现象,并加以说明。
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提示 因蓄电池是直流电源,向外输出恒定电压,故连接到副线圈上的小灯泡不会发光。
原因是:恒定电压加在原线圈上后,线圈内的磁通量不发生变化,因而副线圈中的磁通量也不发生变化,所以E=neq \f(ΔΦ,Δt)=0,故副线圈中无感应电动势。
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1.构造
变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成,两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,是用来改变交变电压的装置(单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图4-2-4甲、乙所示)。
[知识提炼]
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