(zhgsh)5.4变压器

5.4变压器第五章交变电流用电器额定工作电压苹果iphone3.8V机床上的照明灯36V家用冰箱,洗衣机220V彩色电视机显像管十几万伏但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作呢？需要能改变交变电流电压的电器设备变压器1）铁芯:绝缘的硅钢片叠合而成2）原线圈：跟交流电源相连（也叫初级线圈）3）副线圈：跟负载相连（也叫次级线圈）原线圈副线圈铁芯一、变压器的构造和符号U1U2电路符号二、变压器的工作原理1、变压器的原副线圈的电路并不相通，副线圈两端的交变电压是如何产生的？思考：2、若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的？3、变压器的铁芯起什么作用？铁芯副线圈原线圈U112nnU2思考1：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？铁芯与线圈互相绝缘二．变压器的工作原理--互感现象互感现象：在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。若给原线圈接直流电压，副线圈电压U2？★变压器只能改变交流电压铁芯副线圈原线圈U112nnU2P44[问题与练习1]二、变压器的工作原理----互感现象变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（U2、I2）转化。思考2：若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的？若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁感线只有一小部分贯穿副线圈，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用，使能量在转换过程中损失很小，为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型------理想变压器.思考3：变压器的铁芯起什么作用？铁芯副线圈原线圈U112nnU2猜想：原、副线圈两端的电压与哪些因素有关？原副线圈匝数n1、n2实验:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系控制变量法123n2U2保持n1和U1不变，改变n2，研究n2对U2的影响结论:U1=()n1=()保持n2和U1不变，改变n1，研究n1对U2的影响123n1U2结论:U1=()n2=()实验电压关系:三、变压器的变压规律2121nnUU原、副线圈两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。副线圈P44[问题与练习2、3](1)若n1n2则U1U2为降压变压器(2)若n1n2则U1U2为升压变压器如:U1U2n1n2如:n2U1n1U2如何设计降压和升压变压器?四、理想变压器的功率关系问题：理想变压器原、副线圈的功率何种关系？理想变压器输出功率应等于输入功率P出=P入P1P2变压器工作时有能量损失，没有能量损失的变压器叫做理想变压器。P1=P2五、理想变压器的变流规律问题：原、副线圈的电流可能满足何规律？即:U1I1=U2I2P1=P2112212UUInIn则:U1U2I1I2理想变压器原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。1221=InIn五、理想变压器的变流规律P44[问题与练习4]1.输出电压U2由输入电压U1和匝数比决定，不论副线圈空载还是负载均适用。副线圈R2.输入电流I1由输出电流I2和匝数比决定.RI1I23.输入功率P1由输出功率P2决定.用多少，给多少.RP1P2I1I2六、变压器输入、输出电压，电流、功率大小之间的因果关系1.输入功率P1由输出功率P2决定；2.输出电压U2由输入电压U1和匝数比决定，不论副线圈空载还是负载均适用;3.输入电流I1由输出电流I2和匝数比决定.RI1I2P1P2P44[问题与练习5]变压器的工作规律2121nnUU电压关系:功率关系:电流关系:副线圈1221=InInP1=P2讨论：如图所示变压器的功率、电压、电流的关系I2P2U2I1U1P1P3U3I3123123UUUnnn112233=+InInInP1=P2+P3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1221=InIn小结从以上的探讨我们发现，变压器的电压关系和电流关系不是用一个正比和反比可以简单地概括，而是会随着变压器结构的改变而改变，但是，万变不离其宗，能量守恒定律和法拉第电磁感应定律总是适用的。理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=2200匝、n3=440匝，电源电压为U1=220V，n3上连接的负载电阻R=8.8Ω，n2上连接的灯泡“110V110W”正常发光。求初级线圈中的电流I1和副线圈的匝数n2。n3Rn2L220Vn1如图M为理想变压器，原副线圈匝数比为22：1，电源电压u＝311sin314tV不变，变阻器R的最大阻值为10Ω。求（1）当片P从最下端向上移动时，各个电表读数如何变化？（2）电流表A1的最小读数（3）如果变阻器R断路，电流表A1的读数又是多大？思考：如图所示变压器的功率、电压、电流的关系（设两个副线圈的磁通量分配相同）互感器VA小结1、变压器由套在闭合铁芯上的原、副线圈组成２、互感现象是变压器工作的基础.能量转化：电能——磁场能——电能３、原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比U1U2=n1n2（无磁漏，线圈无电阻）同学们再见！