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

3.3 变压器 复习： 互感现象1： 在原、副线圈中由于有_________而发生的互相感应现象． 交变电流 复习： 互感现象2： 原、副线圈之间没有用导线相连，灯为什么会亮？ 一、变压器的原理 1.构造： （1)闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而成) （2)原线圈(初级线圈) 匝数用n1表示,与电源相连 （3)副线圈(次级线圈): 匝数用n2表示,与负载相连 （4)输入电压：U1 输出电压：U2 一、变压器的原理 2.电路图中的符号： n1 n2 3.工作原理： 互感现象。 电能 → 磁场能 → 电能 (U1,I1) (变化的磁场) (U2,I2) 一、变压器的原理 4.铁芯作用： 没有铁芯，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，被磁化，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。 一、变压器的原理 5.理想变压器： 若工作时，变压器磁通量的漏失和能量损失忽略不计。即副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率，这样的变压器就是理想变压器。 理想变压器 P入＝P出 二、变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 原、副线圈中产生的感应电动势分别是： 由于 若不考虑原、副线圈的内阻有： U1=E1 U2=E2 二、变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 （1）n2 >n1 U2>U1 ——升压变压器 （2）n2 <n1 U2 <U1 ——降压变压器 结论：理想变压器的原副、线圈的两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。 二、变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 由于不存在各种能量损失，输入功率等于输出功率， 所以有， 从电流与匝数的关系可知，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，低压绕圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制． n3 n2 n1 二、变压器的变压规律 如若理想变压器有多个副线圈， 又因为， 所以， 二、变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 几个因果关系： （1）U1由电源决定，U2由U1和 匝数比决定； 当U1不变时，不论负载电阻变化与否，U2都不会改变。 二、变压器的变压规律 几个因果关系： （2）I2由U2和负载决定； I1由I2和匝数比决定； I1 I2 n1 n2 U1 U2 在输入电压U1一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻R增大时，I2减小，则I1相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，则I1相应增大。 二、变压器的变压规律 几个因果关系： （3）输入功率P1由输出功率P2决定； I1 I2 n1 n2 U1 U2 理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。 二、变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 几个因果关系： （3）输入功率P1由输出功率P2决定； 输出功率P2决定输入功率P1。理想变压器的输出功率与输入功率相等，即P2＝P1。在输入电压U1一定的情况下，当负载电阻R增大时，I2减小，则变压器输出功率P2＝I2U2减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻R减小时，I2增大，变压器的输出功率P2＝I2U2增大，则输入功率P1也将增大。 理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出为入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率． 二、变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 注意： (1)变压器只改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率； (2)变压器的电动势关系、电压关系、电流关系是有效值（或最大值）间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立； (3)可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无内阻电源。 如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1100 匝．接入电压U1＝220 V的电路中． (1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V，U3＝110 V，它们的匝数n2，n3分别为多少？ (2)若在两副线圈上分别接上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ 【自主解答】　(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系， 由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)得n2＝eq \f(U2,U1)n1＝eq \f(6,220)×1100＝30(匝)， n3＝eq \f(U3,U1)n1＝eq \f(110,220)×1100＝550(匝)． (2)设原线圈输入电流为I1，由P入＝P出得： I1U1＝I2U2＋I3U3＝P2＋P3，