3-03变压器-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第二册）

03.变压器 图片区 1 2022/11/21 变电站的大型变压器 街头变压器 充电器 一.变压器原理 实物图 拆解图 原理图 电路图 一.变压器原理 一.变压器原理 1.构造 变压器：是由闭合铁芯和绕在 铁芯上的两个线圈组成的。 铁芯：绝缘硅钢片叠合而成 闭合铁芯可以将更多的磁感线限制在其 内，形成一个闭合的磁路。尽量减小磁 场能的散失。 原线圈：一个线圈与交流电源 连接，叫作原线圈，也叫初级 线圈 副线圈：另一个线圈与负载连接，叫作副线圈，也叫次级线圈。 一.变压器原理 2.工作原理： 互感：交变电流通过原线圈时 在铁芯中激发变化的磁场，铁 芯中变化的磁场在副线圈中产 生感应电动势，所以尽管两个 线圈之间没有导线相连，副线 圈也能够输出电流。 注意： 变压器只对交流起作用，如果变压器接入直流电路，变压器不能工作。 3.能量转化：电场能磁场能电场能 在输入的交流电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。 变压器原、副线圈两端的电压与线圈匝数之间有什么关系呢？ 一.变压器原理 一.变压器原理 一.变压器原理 实验表明，变压器原、副线圈电压与匝数近似成正比，其实这是由于变压器的能量损耗造成的 4.变压器的能量损耗： 铜损：导线电阻发热 铁损：铁芯涡流发热 磁损：漏磁，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内 5.理想变压器：没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想变压器是一个理想化模型。 一.变压器原理 二.理想变压器变压规律 你能推导出理想变压器原、副线圈 中电流大小与它们的线圈匝数之间 的关系吗？ 二.理想变压器变压规律 1.变压比： 2.功率关系：因没有能量损失 3.变流比： 4.频率关系：原副线圈频率不变 二.理想变压器变压规律 注意： ①若n1<n2，则U1<U2，这种变压器叫升压变压器 ②若n1>n2，则U1>U2，这种变压器叫降压变压器 ③原副线圈电压比与匝数比成—— ④原副线圈电流比与匝数比成—— ⑤原线圈电压与副线圈电压成—— ⑥原线圈电流与副线圈电流成—— ⑦变压器电压、频率由输入端决定 ⑧变压器电流、功率由输出端决定 ⑨用电器叫负载，增加负载是多并联接入用电器，电阻变小 ⑩增加负载电阻，纯粹是电阻变大 正比 反比 正比 正比 二.理想变压器变压规律 思考与讨论：若有多个副线圈，以上关系怎样？ U3 n3 三.几种常见变压器 1.自耦变压器 虽然分压式电路也可以改变电压，但自耦变压器与之相比有两个优点：一是能量几乎不损失，二是不仅能降压还能升压。 三.几种常见变压器 2.互感器： 交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压。用变压器把高电压变成低电压再接到交流电压表上，这个问题就解决了（左图）。这样的变压器叫做电压互感器。为了安全，互感器的铁壳和副线圈应该接地。 另外，也可以把变压器上原线圈的匝数做得较少，而副线圈的匝数做得较多，这时副线圈的电流比原线圈的电流小。如果把原线圈串联在电路中，副线圈的两端接在普通的交流电流表上，就可以测量很大的电流了。这样的变压器叫做电流互感器（左图）。 电压互感器是降压变压器，并联接入 电流互感器是降流变压器，串联接入 三.几种常见变压器 测量电流时要把电路断开，把电流表串联到电路中，不方便。有一种钳式电流表，按下手柄时，它的铁芯可以分开，把被测的载流导线放入后，松开手柄，铁芯闭合。导线中的交流在铁芯中产生交变磁场，电流表与套在铁芯上的线圈相连，可以间接得知导线中的电流。被测导线—铁芯—线圈也构成一个互感器，不过它的原线圈只有一匝！钳式电流表使用方便，但测量准确度较差，多用于大电流的估测。 四.变压器动态电路分析 例1.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(　　) A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 B 四.变压器动态电路分析 例2.(多选)如图所示为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则下列说法正确的是(　　) A.仅闭合开关S，灯L1会变亮 B.仅闭合开关S，r消耗的功率会变大 C.仅将滑片P下移，电流表的示数会变大 D.仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小 BC 典型例题 例3.如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，如果