3.3.1 变压器（第一课时）- 【物理优课PPT】高中物理选择性必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

人教版（2019） 选择性必修 第二册 第三章 授课老师：物理优课PPT 课程导入 一 变压器的结构 二 变压器的工作原理 三 变压器能量损耗的原因 四 减少能量损耗的方法 五 理想变压器 六 变压器的分类 七 课程导入 一 一、新课引入 家庭用电：U = 220 V 手机充电：U = 5 V 高压输电：U > 100 KV 改变交流电压的装置——变压器 三峡水电站 一、新课引入 三峡工程右岸电站外送输电线路 一、新课引入 输出：5V 输出：59V 一、新课引入 一、新课引入 一、新课引入 变压器的结构 二 二、变压器的结构 二、变压器的结构 闭合铁芯 ：绝缘硅钢片叠合而成（由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成） 原线圈n1 ( 初级线圈 )：接交流电源 副线圈n2( 次级线圈 )：接用电器（负载） 变压器 U1：输入电压 U2：输出电压 可拆式变压器 n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 电路符号 变压器连接方式 二、变压器的结构 变压器原、副线圈不在一个回路中，是如何传递能量的？ 变压器的工作原理 三 三、变压器的工作原理 U2 R 1. 原副线圈不相通，给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2 是如何产生的？ 2. 若给原线圈接直流电，副线圈还能否产生电压？ 3. 一定要有铁芯，副线圈才能产生电动势？铁芯起着怎样的作用？ B感 变化 B原 变化 I 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） 工作原理：互感现象（电磁感应） U1 n1 n2 三、变压器的工作原理——互感现象 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 U2 U1 × ～ 磁损： 漏磁损失能量 铁损： 涡流现象发热 铜损： 线圈电阻发热 能量损耗 主要 三、变压器的工作原理 U2 R U1 n1 n2 4. 变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？ 5. 若不计能量损耗，变压器原副线圈中能量如何转化？ 原线圈电能 副线圈电能 磁场能 理想变压器的能量转化： 不计能量损耗，线圈电阻 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2) 三、变压器的工作原理 单击此处编辑正文内容单击此处编辑正文内容单击此处编辑正文内容 单击此处编辑正文内容单击此处编辑正文内容单击此处编辑正文内容 关键词短语 Flight-type major accidents 没有铁芯，并排放置的原、副线圈也发生互感现象，但是大部分磁感线都流失在线圈外，故传输电能的效率太差；而铁芯存在，使绝大部分磁感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的效率。 U1 U2 想一想：铁芯是否变压器的必要组成部分？ 三、变压器的工作原理 三、变压器的工作原理 三、变压器的工作原理 变压器原、副线圈不在一个回路中，是如何传递能量的？ 变压器能量损耗的原因 四 四、变压器能量损耗的原因 1、线圈导线有电阻 2、铁芯中产生涡轮 3、交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内。 减少能量损耗的方法 五 五、减少能量损耗的方法 1、合理选择导线的直径和材质 五、减少能量损耗的方法 2、铁芯用彼此绝缘的多层硅钢片制成 五、减少能量损耗的方法 3、采用闭合铁芯减少漏磁 五、减少能量损耗的方法 铁芯的作用 五、减少能量损耗的方法 五、减少能量损耗的方法 闭合铁芯的作用 五、减少能量损耗的方法 五、减少能量损耗的方法 我们将变压器输出功率与输入功率之比叫作变压器的效率。 大型变压器满负荷工作时效率可达95% 变电站中的大型变压器 理想变压器 六 六、理想变压器 理想化模型 我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。 六、理想变压器 如何保证输入电压为 20kV 时，输出电压为550kV？ 六、理想变压器 请基于以下情景，推导理想变压器原、副线圈电压之比与原、副线圈匝数的关系 理想变压器模型 六、理想变压器 原、副线圈中感应电动势分别为： 若不考虑原线圈电阻则 ② 若不考虑副线圈电阻则 ③ 则 ① 由①②③得 六、理想变压器 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 实验1 控制输入电压和原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，测量输出电压 实 验 请同学们自己设计实验电路和实验数据记录表格 六、理想变压器 六、理想变压器 六、理想变压器 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1 六、理想变压器 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 实 验 实验次数 原线圈匝数 n1（匝） 副线圈匝数 n2（匝） 输入电压 U1（V） 输出电压 U2（V） 1 400 200 4.25   1.99 2