3.3 变压器 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

变压器 知识点: 1、变压器的工作原理 2、理想变压器的基本关系 3、自耦变压器 考点: 1、多个副线圈问题的分析 2、理想变压器的动态分析 变压器 快做笔记！ U1 U2 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 n1 n2 铁芯 U1 U2 原线圈 副线圈 I1 I2 变压器的工作原理 铁芯作用：磁感线经过铁芯构成磁回路,使整个磁路的磁场强度达到最大。（由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率） 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 n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 原线圈 接 交流电 原线圈中的磁场发生改变 在铁芯中 产生变化 的磁通量 副线圈产生 感应电动势 副线圈的 磁通量 发生改变 副线圈 有 感应电流 变压器的工作原理 U2 U1 × ～ ——互感现象 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 理想变压器的基本关系 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 理想变压器的基本关系 1、当n2 >n1 时，U2>U1 3、当n2 <n1时，U2 <U1 2、当n2 = n1时，U2=U1 —— 升压变压器 —— 等压变压器 —— 降压变压器 升压变压器 降压变压器 理想变压器输入功率等于输出功率 即: U1I1=U2I2 P入= P出 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 理想变压器的基本关系 I2 n2 U2 I1 n1 U1 I3 n3 U3 “一原多副”的理想变压器 任意两线圈两端电压之比等于匝数之比 由 P入 =P出 得 原线圈电能全部转化为两副线圈电能 多副线圈的理想变压器 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、副线圈不计内阻 ③忽略铁芯产生的热量 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： 次级只有一个线圈 典例：如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πtV的交流电源上，副线圈接有R=11Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数约为156V B．电流表的读数为20.0A C．原线圈的输入功率为1100W D．副线圈输出交流电的周期为0.01s C 典例：如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u=200sin 100πt （V），设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是 、 。下列说法正确的是（　　） A．电压表V2的示数U2=20 V B．滑片P向b端滑动过程中，U2不变， 变大 C．滑片P向b端滑动过程中，U1变小， 变大 D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶1 B 典例：如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1000，两个副线圈的匝数分别为n2 = 50和n3 = 100，L1是“6V，2W”的小灯泡，L2是“12V，4W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为（    ） C 如图所示是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。 U2 U1 A B P 自耦变压器 U1 U2 n1 n2 升压变压器 n1 n2 U1 U2 降压变压器 自耦变压器（电压可连续调节） 典例：某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示，图乙所示是其输入电压u的变化规律已知滑动触头P0在图示位置时，原、副线圈的匝数比为n1:n2=10:1，电阻R=22Ω。下列说法正确的是（     ） A．通过R的交变电流的频率为100Hz B．电流表A2的示数为2A C．此时变压器的输入功率为22W D．将P0沿逆时针方向转动一些，电流表A1的示数变小 C 结 束 Lavf58.29.100 $