高中物理选修3-2 5.4变压器解析.ppt

* 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 几万伏 录音机 6V 9V 12V 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的呢？ 几种常见的变压器 一、变压器的构造 1.示意图 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成） （2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示 （3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示 （4）输入电压：U1; 输出电压：U2. 3.电路图中符号 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 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 问题： 变压器副线圈和原线圈电路是否相通？ 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。 原线圈 副线圈 铁芯 ∽ U1 U2 n1 n2 ∽ 思考： 若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2 ？ U2＝0 理想变压器 如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。 无铜损、铁损、磁损 三、理想变压器的变压规律 I1 I2 n1 n2 U1 U2 原、副线圈中产生的感应电动势分别是： E1=n1??/ ?t E2=n2??/ ?t 若不考虑原副线圈的内阻有 U1=E1 U2=E2 理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比 n2 n1 U2U1 -----升压变压器 n2 n1 U2 U1 -----降压变压器 四、理想变压器的变流规律 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: U1I1=U2I2 P出= P入 2.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 五、几种常用变压器 1.自耦变压器 U2 U1 A B P U1 U2 n1 n2 升压变压器 n1 n2 U1 U2 降压变压器 问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？ 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈 2.互感器 A 电流互感器 电压互感器 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（输出端不可短路） 使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数（输出端不可断路） 一、变压器的构造 1．示意图 2．电路图中符号 3．构造： 二、变压器的工作原理： 1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生 的互相感应现象 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器 P入＝P出 三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2 四、理想变压器的变流规律： I1/I2=n2/n1 五、常用变压器 小结 练1、为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原理简图． 问： （1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因是什么？ （2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线圈为什么会产生感应电流？ *