内容正文:
变压器为什么能改变电压
第三章 电能的输送与变压器
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复习提问
1、产生感应电动势条件是什么?
3、什么是互感现象?
2、法拉第电磁感应定律内容是?
观看视频并思考:高压电是如何产生的?
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 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?
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
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城乡变压器
各式变压器
可拆式变压器
变电站的大型变压器
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2.示意图
铁芯
原线圈
副线圈
3.电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
n1
n2
1.构造:
(1)闭合铁芯
(2)原线圈(初级线圈)
(3)副线圈(次级线圈)
一、变压器的原理
一、变压器的原理
问题:变压器原副线圈不相通,那么在给原线圈接交变电压U1后,副线圈电压U2是怎样产生的?
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)
=0
~
~
一、变压器的原理
思考:若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?
关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是( )
A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等
C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
1
通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的
由互感现象知C正确
理想变压器无漏磁
原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能,原副线圈通过磁场联系在一起
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思考:原、副线圈的电压与什么因素有关系?请你根据所学过的知识进行猜想。
实验:探究变压器线圈两端电压与匝数的关系
二、电压与匝数的关系
思考:原、副线圈的电压与什么因素有关系?请你根据所学过的知识进行猜想。
实验:探究变压器线圈两端电压与匝数的关系
二、电压与匝数的关系
原线圈 副线圈
电压U1 匝数n1 匝数n2 电压U2
数据记录及处理
二、电压与匝数的关系
实验结论
误差允许范围内
~
~
二、电压与匝数的关系
思考:
1、实际的变压器在运行时,哪些地方有能量损耗呢?
2、为什么铁芯是闭合的?在变压器通过交变磁场传输电能的过程中,闭合铁芯起什么作用?
二、电压与匝数的关系
演示:将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合,观察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。
分析:若无铁芯或铁芯不闭合时,原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏。
二、电压与匝数的关系
有了闭合铁芯,由于铁芯被磁化,绝大部分磁通量集中在铁芯内部,贯穿副线圈,大大增强了变压器传输电能的作用。
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。
理论推导
~
~
二、电压与匝数的关系
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
二、电压与匝数的关系
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1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器
2、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
实验和理论分析都表明:理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比
二、电压与匝数的关系
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如图所示,一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏.为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈 的端电压为1 V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
A.1 100,360
B.1 100,180
C.2 200,180
D.2 200,360
2
由U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3
可得n1=n3U1/U3=1 100匝,n2=n1U2/U1=180匝
理想变压器输入功率等于输出功率
即:
U1I1=U2I2
P入= P出
理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
此公式只适用于一个副线圈的变压器
三、电流与匝数的关系
如图所示,在某交流电路中,有一正在工