3.3变压器-2021-2022学年高二物理精品课件（2019人教版选择性必修第二册）

第三章 交 变 电 流 3.3变压器 生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢？ 情景引入 一、变压器的原理 1.变压器的构造 原线圈 副线圈 ①铁芯：绝缘硅钢片叠合而成 ②原线圈： ③副线圈： 与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈 与负载相连的线圈，也叫次级线圈 2.变压器的示意图 一、变压器的原理 3.变压原理 n1 n2 铁芯 U1 U2 原线圈接交变电流 原线圈中产生交变磁场 副线圈产生感应电动势 原线圈 副线圈 I1 铁芯构成磁回路 I2 变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1.输入电压不变，原线圈的匝数不变。 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 400 4.25 400 4.25 400 4.25 200 800 1400 1.99 7.88 13.78 U2与n2成正比 U1与n1一定， 实 验 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1.输入电压不变，副线圈的匝数不变。 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 输入电压U1（V） 输出电压U2（V） 400 4.25 400 4.25 400 4.25 200 800 1400 1.99 7.88 13.78 200 6.6 200 6.6 100 12.9 400 3.1 U2与n2成正比 U1与n1一定， U2与n1成反比 U1与n2一定， 实 验 一、变压器的原理 变压器的能量损耗 ①铜损 ②铁损 ③磁损 线圈电阻发热 涡流现象发热 漏磁损失能量 理想变压器 磁通量全部集中在铁心内 P1＝P2 Φ1=Φ2 电能没有发热损耗 4.理想变压器 二、电压与匝数的关系 设穿过原线圈磁通量为Φ1，穿过副线圈磁通量为Φ2。 Φ1=Φ2 理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则： U1=E1 U2=E2 ΔΦ1=ΔΦ2 二、电压与匝数的关系 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 ①n2 >n1 U2>U1——升压变压器 ②n2 <n1 U2 <U1——降压变压器 1.电压关系 若变压器有多个副线圈,其电压与匝数的关系依然成正比：即 二、电压与匝数的关系 理想变压器：输出功率等于输入功率 U1I1=U2I2 （次级只有一个线圈！） P1＝P2 P=UI 原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比 2.电流关系 变压器高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过的电流大,应用较粗的导线绕制。 若有多个副线圈 则电流与匝数关系为 n1I1=n2I2+n3I3+… 二、电压与匝数的关系 U1 U2 I2 I1 3.电压、电流、功率之间的因果关系 ①U1由电源决定 ②U2由U1和匝数比决定： ③I2由U2和负载决定： ④I1由I2和匝数比决定： ⑤输入功率P1由输出功率P2决定： P1＝P2 P1 二、电压与匝数的关系 4.变压器的应用 变电站的大型变压器 小家电中的变压器 实际应用中需要改变交流电压的场合是很多的。大型发电机发出的交流，电压为几万伏。而用电器使用电压不一样。由于有了变压器，交流的电压容易改变，所以交流得到了广泛的应用。 我们知道导线可以输送电能，变压器上的原、副线圈之间并没有导线直接连接，却将电能从原线圈的电路输送到副线圈的电路。在变压器中能量是如何转化的? n1 n2 铁芯 U1 U2 原线圈 副线圈 I1 I2 原线圈上由变化的电流激发了一个变化的磁场 铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈 副线圈上产生了感应电流 电场能 磁场能 电场能 磁场能 思考与讨论 无线充电技术原理 初级线圈 次级线圈 输出 感应电流 输入 交流电 手机开始充电时，底座同时亮起了一圈呼吸灯，互感。 科学漫步 1.变压器原理： 2.理想变压器特点： 利用互感现象实现电能到磁场能到电能的转化和传递。 ①变压器铁芯内无漏磁 ②原、副线圈不计电阻 ③忽略铁芯中无涡流、铁芯不漏磁 3.理想变压器规律： ①功率关系： P入= P出 ②频率关系： f 1 = f 2 ③电压关系： ④电流关系： 要点总结 【例题1】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1， .两电表均为理想电表，其中电流表的示数为0.4 A，则( ) A.电阻中通过的电流的有效值为1 A B.电压表V的示数为20 V C.原线圈的输入功率为40 W D.穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为5:1 B