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

人教版 高中物理必修三 变压器 3.3 1 新课引入 生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢？ 01 变压器的原理 变压器的原理 2.示意图： 铁芯 原线圈 副线圈 3.电路图中符号： n1 n2 1.构造： (1)闭合铁芯 (硅钢片) (2)原线圈(接交流电) (3)副线圈(接负载) 【注意】变压器的原、副线圈并未直接相连。 变压器的原理 原线圈 接入 交流电 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 产生 感应电流 变压器是利用互感现象,对交变电流实现升压或降压的。 交 流 电 变压器的原理 U1 U2 思考：若给原线圈接直流电压U1，能否得到副线圈电压U2? 不能，因为恒定电流无法产生互感现象。 变压器的原理 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 特点： 无磁损、铜损、铁损 磁通量全部集中在铁芯内(不漏磁) 电能没有发热损耗 理想变压器 变压器的原理 铁芯是否变压器的必要组成部分？ 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 变压器的原理 1.输入电压不变，原线圈匝数一定。（每格100匝） 变压器的原理 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 4.25 400 4.25 400 4.25 200 800 1400 1.99 7.88 13.78 结论：U1与n1一定，U2与n2成正比。 变压器的原理 2.输入电压不变，副线圈匝数一定。（每格100匝） 结论：U1与n1一定，U2与n2成正比。 U1与n2一定，U2与n1成反比。 02 电压与匝数的关系 电压与匝数的关系 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： 注意：匝数比一定时，输入电压（U1）决定输出电压（U2） 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 电压与匝数的关系 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 电压与匝数的关系 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 电压与匝数的关系 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 电压与匝数的关系 电压与匝数的关系 ★注意：四个决定 (1)原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定． (2)副线圈电压U2由原线圈电压U1及匝数比决定，与副线圈所接负载无关． (3)副线圈电流I2由副线圈电压U2和副线圈负载决定 (4)原线圈电流I1由副线圈电流I2决定． 03 几种常见的变压器 1.自耦变压器 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 自耦变压器特点： 这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。 ①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； ②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。 2.电压互感器（大电压变小电压） 问题1：交流电压表的有一定的量度范围，不能直接并联到高压电测量其电压值。那么如何用交流电压表间接地测量出高压电的电压值？ 使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数 问题2：交流电流表的有一定的量度范围，不能直接串联到在大电流电路中的电流值。那么如何用交流电流表间接地测量出大电流电路中的电流值？ 3.电流互感器（大电流变小电流） 小试牛刀 1.（多选）理想变压器在正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是(　 　) A．每匝线圈中磁通量的变化率 B．交变电流的频率 C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D．原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 ABC 小试牛刀 例2：一理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个R=10 Ω的电阻，则 (1)变压器的输出电压表达式 (2)交流电压表的示数 (3)电阻R的热功率 (4)原线圈的电流 (5)变压器的输入功率 n1 n2 R u V 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 人教版 高中物理必修三 感谢观看 3.3 27 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 理想变压器的规律 理想变压器 ①无铜损 　②无铁损 ③无磁损 基 本 关 系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出 电压关系 ①只有一个副线圈时：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2) ②有多个副线圈时：eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)＝eq \f(U3,n3)＝… 基 本 关 系 电流关系 ①只有一个副线圈时：eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1) ②有多个副线圈时：由P入＝P出得n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率) $$