内容正文:
4.2 变压器
在我们使用的各种用电器中,所需的电源电压各不相同,而日常照明电路的电压是220V,那么如何解决这一问题呢?
生活中需要各种电压
需改变电压,以适应各种不同电压的需要。
变压器
变压器就是改变交流电压的设备
用电器 额定工作电压 用电器 额定工作电压
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 1~2万伏
录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 3~4万伏
*
在输电过程中,电压必须进行调整。
可拆式变压器
变电站的大型变压器
城乡变压器
各式变压器
*
观察变压器结构
2.示意图
一、变压器的构造
铁芯
原线圈
副线圈
3.电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
1.构造:
(1)闭合铁芯
(2)原线圈(初级线圈)
(3)副线圈(次级线圈)
n1
n2
思考与讨论
把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈连到交流电源的两端,另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗?说出你的道理。
变压器通过闭合铁芯,利用互感现象实现了:
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
二、变压器的工作原理
~
~
——互感现象
故变压器只有工作在交流电路中。(原线圈接的电流、电压要变,才会有互感现象,变压器才可以起到变压作用。)
因为原副线圈共用一个闭合铁芯,所
以原副线圈中的磁通量,磁通量的变
化量 、磁通量的变化率都相同。
无磁损
无铜损
无铁损
理想变压器的特点:
理想变压器模型
——没有能量损失的变压器
实际上变压器的效率都是比较高的,特别是电力设备中的巨大变压器,在满负荷工作时效率可以达到97%~99%,所以理论研究时我们把它当成100%(理想变压器)是没有问题的。
理想变压器也是一个理想化模型。
请根据互感原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。
三、变压器电压与匝数的关系
~
~
根据法拉第电磁感应定律得:原、副线圈中产生的感应电动势分别是:
E1=n1/ t
E2=n2/ t
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E