3.3 变压器 课件-2024-2025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 年 级：高二年级 学 科：物 理 2024年7月，随着2号主变压器试运行工作的圆满完成，永康第24座110千伏变电站四路变电站顺利投运，为永康电网迎战度夏“大考”再添引擎。 家庭用电：U = 220 V 高压输电 220千伏以下的输电电压 超高压输电 330到750千伏的输电电压 特高压输电 1000千伏以上的输电电压 但生活中很多用电器所使用的电压并不是220V，那这些电器在日常生活中如何实现正常工作的？ 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 5V 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 城乡变压器 电动车充电器 手机充电器 生活中常见变压器 一、变压器的构造 闭合铁芯 线圈 副线圈 原线圈 U2 R n1 n2 示意图 U1 铁芯 （初级线圈） （次级线圈） （输入端） （输出端） 一、变压器的构造 闭合铁芯 原线圈 副线圈 电路图中符号： n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 初级线圈 这两个线圈不在同一回路中，能量是如何传输的呢？ 一、变压器的构造 次级线圈 G － ＋ + + - 二、变压器的工作原理 探究感应电流产生条件 利用互感现象可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈 v 互感 二、变压器的工作原理 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 R U1 n1 n2 二、变压器的工作原理 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 思考: 若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2? U2 R U1 n1 n2 不能，因为恒定电流无法产生互感现象。 二、变压器的工作原理 U1 U2 线圈电阻发热 涡流现象发热 漏磁损失能量 ①铜损 ②铁损 ③磁损 能量损耗 特点： 无磁损、铜损、铁损 电能没有发热损耗 理想变压器 变压器能量损耗 (1)在忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情况下，称为理想变压器。 ①变压器铁芯内无漏磁； ②原、副线圈不计内阻 ③铁芯中无涡流发热 (2)特点： 三、理想变压器 注意： （1）变压器不改变交变电流的频率。 （2）原副线圈共用一个闭合铁芯，故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。 理想变压器无磁损，原、副线圈的磁通量都是。 理想变压器无内阻， 路端电压U等于电动势E。 ① ② 升压变压器 降压变压器 变压器类型： 变压原理 1、输入电压不变，原线圈匝数一定。（每格100匝） 探究原、副线圈电压与匝数的关系 探究原、副线圈电压与匝数的关系 1、输入电压不变，原线圈匝数一定。 原线圈匝数 n1 副线圈匝数 n2 输入电压 U1(V) 输出电压 U2(V) 400 3.8 400 3.8 400 3.8 200 800 1400 1.6 6.4 11 结论：U1与n1一定，U2与n2成正比。 探究原、副线圈电压与匝数的关系 2.输入电压不变，副线圈匝数一定。（每格100匝） 2.输入电压不变，副线圈匝数一定。（每格100匝） 结论： U1与n2一定，U2与n1成反比。 原线圈匝数 n1 副线圈匝数 n2 输入电压 U1(V) 输出电压 U2(V) 100 200 3.6 6.7 400 200 3.8 1.4 探究原、副线圈电压与匝数的关系 理想变压器输入功率P1等于输出功率P2 即: U1I1=U2I2 P1= P2 功率关系 I2 U2 R U1 n1 n2 I1 注意： 当副线圈空载时，输出功率为零，原线圈输入功率也为零。 P出决定P入 电流关系 理想变压器原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比 I2 U2 R U1 n1 n2 I1 即: U1I1=U2I2 P1= P2 I2 决定 I1 频率关系 I2 U2 R U1 n1 n2 I1 f1 = f2 变压器不能改变交变电流的频率 STSE：无线充电 STSE：无线充电 课堂小结 二、变压器原理： 三、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 四、理想变压器规律 ②功率关系： P入= P出 ④频率关系： f 1 = f 2 ①电压关系： ③电流关系： 一、变压器的构造 能量转化：电能→磁场能→电能 25 $$