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

变压器 变压器的原理 变压器的原理 1.构造：由闭合铁芯和绕在铁 芯上的两个线圈组成。 （1）闭合铁芯 铁芯 原线圈 副线圈 （2）原线圈(初级线圈、输入端) （3）副线圈(次级线圈、输出端) 2.示意图 3.电路图中符号 n1 n2 U1 I1 P1 U2 I2 P2 变压器的原理 4、工作原理： 问题：小灯泡未与电源直接相连，为什么发光了呢？你认为变压器的工作原理是什么？ 变压器的原理 4、工作原理： 电磁感应原理（互感现象） 当原线圈中接上交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场通过闭合的铁芯的导磁作用，进入副线圈中，副线圈中磁通量发生变化，从而产生感应电动势。 一般交流电工作（电流变化）， 直流电不工作（电流不变化）。 变压器的原理 5、电路中能量转化： 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 把原线圈中电能转化为磁场能，再将磁场能转 化为副线圈中电能的装置。 变压器的原理 思考：原、副线圈电压与什么因素有关系？ 实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系 猜想：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数 方法：控制变量法 变压器的原理 实验过程 探究原副线圈电压与匝数关系 实验结论： 电压与匝数的关系 理想变压器 电流通过变压器线圈会发热，铁芯在交变磁场作用下也会发热，所以变压器工作时有能量损失，我们把没有能量损失的变压器叫做理想变压器，它是一个理想化模型． 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。 电压与匝数的关系 理想变压器电压与匝数关系 n1 n2 U1 I1 P1 U2 I2 P2 由于互感现象且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的 ，则： 由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U1=E1 ，副线圈两端的电压U2=E2 ，所以： 电压与匝数的关系 理想变压器功率关系 n1 n2 U1 I1 P1 U2 I2 P2 对于理想变压器,不考虑能量损失, 。 理想变压器电流与匝数关系 电压与匝数的关系 公式总结 n1 n2 U1 I1 P1 U2 I2 P2 电压与匝数的关系 公式总结 U1 U2 = n1 n2 P1＝P2+ P3 n1 I1＝n2 I2＋n3 I3 U1 U3 = n1 n3 U2 U3 = n2 n3 电压、电流、功率的制约关系 电压制约 当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输出电压U2由输入电压U1决定， 即：输入电压不变，输出电压就不变。 电流制约 当变压器原、副线圈的匝数比一定、且输入电压U1不变时，原线圈的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定， 即：输出电流I2变化，输入电流才I1才变化。 负载制约 变压器副线圈中的功率P2由用户的负载决定. 即：变压器的输出功率变化，输入功率才变化。 自耦变压器 图甲所示是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。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；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。 调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图乙所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,AB之间加上输入电压U1,移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。 电压互感器 a.构造：小型降压变压器，如图所示。 b.接法：原线圈并联在高压电路中，副 线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地。 c.作用：将高电压变为低电压，通过测量 低电压，计算出高压电路的电压。 电流互感器 a.构造：小型升压变压器，如图所示。 b.接法：原线圈串联在被测电路中，副线 圈接电流表，为了安全，外壳和副线圈应接地。 c.作用：将大电流变成小电流，通过测量小 电流，计算出被测电路中的大电流。 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $$