5.4 变压器 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-2

第4节 变压器 第五章 交变电流 1.直流电流： 大小和方向都随时间做＿＿＿＿＿的电流叫做交变电流，简称交流(＿＿)； 2.交变电流： 各种电池供给的电流只沿＿＿＿＿流动，叫做直流电，简称直流（＿＿）。 回顾 在生产和生活中，最常用的是交流电， 但不同的设备，所需要的电压却不同。 一个方向 周期性变化 DC AC 用电器 额定电压 用电器 额定电压 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 几万伏 录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 十几万伏 我国家庭电路电压统一为220V 在生活用电时，电压必须进行调整。 调整电压要用什么设备呢？ 变压器 生活中常见的变压器 街道降压变压器 充电器（变压器） 收录机电源变压器 2.示意图： 铁芯 原线圈 副线圈 3.电路图中符号： n1 n2 1.构造： (1)闭合铁芯 (硅钢片) (2)原线圈(接交流电) (3)副线圈(接负载) 一、认识变压器 【注意】变压器的原、副线圈并未直接相连。 原线圈 接入 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 副线圈 产生 感应电流 变压器是利用互感现象,对交变电流实现升压或降压的。 交 流 电 二、变压器的原理 为了便于研究，我们忽略能量在转换过程中的损失，引入一种新的理想化 模型——理想变压器。 ①铁芯封闭性好，无漏磁现象，即无磁损； ②铁芯中的感应涡流不计，铁芯不发热，即无铁损； ③线圈绕组的电阻不计，线圈不发热，即无铜损。 【说明】理想变压器 理想变压器的条件： 三、探究变压器的电压与匝数的关系 1．实验探究： （1）保持原线圈的匝数n1 ， 增加副线圈的匝数n2时， 灯泡变＿＿； （2）保持副线圈的匝数n2 ，增加原线圈的匝数n1时， 灯泡变＿＿； 结论：当U1、 n1不变时，U2跟n2 ＿＿＿； 结论：当U1、 n2不变时，U2跟n1 ＿＿＿。 更亮 有关 暗 有关 × n１ n2 ~ U1 U2 进一步的实验表明： 三、探究变压器的电压与匝数的关系 2．理论推导： 原线圈 E1 = 副线圈 E2 = 所以 ，而 由于 × n１ n2 ~ U1 U2 即原、副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比。 【说明】 (1)若n1 ﹤n2，则U1 ﹤U2，这种变压器为＿＿变压器； (2)若n1 ﹥n2，则U1 ﹥U2，这种变压器为＿＿变压器。 升压 降压 １．变压器主要功能有升压和降压： 2．变压器的输入功率由＿＿＿＿决定； 3．原、副线圈的交变电流的周期（或频率）＿＿。 相同 输出功率 练习 1.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列哪个物理量不一定相等(　　) A．交流的频率　　　B．电流的有效值 C．电功率 D．磁通量变化率 B 2．如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副 　线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻若把原线圈 　接在220V交流电源上， 　则电压表示数为___V, 　电流表示数为____A；若上面接的是44V直流电源， 电压表示数___V,电流表示数___A。 44 0.44 0 0 V A 练习 由能量守恒关系有， 所以 P2= U2I2 P1= U1I1 P2 = = U1 U2 即:原、副线圈中的电流之比跟它们的线圈匝数成反比。 I1 I2 n1 n2 四、理想变压器原、副线圈中的电流 对于理想变压器， U1 U2 I1 I2 P1= P2 而 练习 3．如图所示，变压器的原线圈及两个副线圈的匝 数比为n1：n2：n3=4：2：1，所连接的三个灯泡 消耗的电功率相同， 则流过每个灯泡的电流之比 I1 : I2 : I3=________， 每个灯的电阻之比 R1 : R2 : R3=_________。 1:1:2 4:4:1 解：两个副线圈的功率相等 I2U2=I3U3， 即 设原线圈两端电压为U、R1两端电压U1， 根据功率关系有 ，所以U=2U1 再由 ，得 将 代入，得出 电流比 I1 : I2 : I3=1 : 1 : 2 结合功率关系，得电阻比 R1: R2 : R3=4 : 4 : 1 U I1U1=I2U2 【说明】原、副线圈中的电流与线圈的匝数关系 1.只有当变压器只有一个副线圈工作时，有 U1I1＝U2I2， I1∶I2＝ n2∶