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

2024/12/19 1 物理组 人教版物理选择性必修二第3章《交变电流》 第3节：变压器 高二物理组 邱鹏 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 2 物理组 工作电压220V 充电电压5V 工作电压6V 生活中用电器的电压 在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而我们国家民用统一供电电压是220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？ 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 3 物理组 形形色色的变压器 街头变压器 各式变压器 可拆式变压器 变电站的大型变压器 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 4 物理组 一、变压器的原理 1.构造： （1）铁芯：绝缘硅钢片叠合而成 （2）原线圈：与交流电源相连的线圈叫做原线圈，也叫初级线圈. （3）副线圈：与负载相连的线圈叫做副线圈，也叫次级线圈 副线圈 原线圈 U2 R n1 n2 n1 n2 无铁芯 n1 n2 有铁芯 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 5 物理组 一、变压器的原理 4.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 互感现象 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 6 物理组 1.若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2=? 2.原、副线圈电压与什么因素有关系？我们是否可以大胆的猜测与交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数有关呢？ 3.如果与上述因素有关，我们在实验是应该采用什么样的方法进行探究？ 思考与讨论： 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 7 物理组 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 8 物理组 误差产生原因：能量损耗 ①变压器原副线圈通过电流时会发热； ②铁芯在交变磁场的作用下也会发热； ③交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内。 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 9 物理组 (1)定义：我们把没有能量损耗的变压器叫作理想变压器。 ①原副线圈没有电阻； ②无磁通量漏失； ③铁芯不发热； ④是理想化的物理模型。 (2)特点： 理想变压器 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 10 物理组 电压与匝数的关系 实验分析：理想变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。 U2 R U1 n1 n2 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 11 物理组 升压变压器和降压变压器 n2 >n1 U2>U1升压变压器 n2 <n1 U2 <U1降压变压器 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 12 物理组 我们知道导线可以传输电能，变压器上的原、副线圈之间并没有导线直接连接，却将电能从原线圈的电路输送到副线圈的电路。在变压器中能量是如何转化的？ 思考与讨论： 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) 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 13 物理组 (1)理想变压器输入功率等于输出功率: 即: U1I1=U2I2 P入= P出 (2)理想变压器原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 14 物理组 V 使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数 A 使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数 电压互感器 电流互感器 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 15 物理组 U2 U1 A B P U1 U2 n1 n2 升压变压器 n1 n2 U1 U2 降压变压器 自耦变压器: 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈 山东省聊城市水城中学 2024/12/19 16 物理组 例：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)变压器的输出电压的峰值 (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 山东省聊城市水城中学 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$