物理：5.4《變壓器》ppt222

5.4 變 壓 器 幾 種 常 見 的 變 壓 器 一 、 變 壓 器 的 構(gòu) 造1.示 意 圖 U1 U2 n1 n2原線圈 副線圈鐵芯 2.構(gòu) 造 ： （ 1） 閉 合 鐵 芯 （ 絕 緣硅 鋼 片 疊 合 而 成 ）（ 2） 原 線 圈 （ 初 級(jí) 線圈 ） ： 其 匝 數(shù) 用 n1表 示（ 3） 副 線 圈 （ 次 級(jí) 線圈 ） ： 其 匝 數(shù) 用 n2表 示（ 4） 輸 入 電 壓 ： U1; 輸 出 電 壓 ： U2. 3.電 路 圖 中 符 號(hào)n1 n2問 題 ： 變 壓 器 副 線 圈 和 原 線 圈 電 路 是 否 相 通 ？ 變 壓 器 原 副 線 圈 不 相 通 ， 那 么 在 給 原 線圈 接 交 變 電 壓 U1后 ， 副 線 圈 電 壓 U2是 怎樣 產(chǎn) 生 的 ？鐵 芯 與 線 圈 互 相 絕 緣 U1 U2 n1 n2 二 、 變 壓 器 的 工 作 原 理 -互 感 現(xiàn) 象 變 壓 器 通 過 閉 合 鐵芯 ， 利 用 互 感 現(xiàn) 象 實(shí)現(xiàn) 了 電 能 （ U1、 I1）到 磁 場(chǎng) 能 （ 變 化 的 磁場(chǎng) ） 再 到 電 能 （ U2、I2） 轉(zhuǎn) 化 。 原線圈 副線圈鐵 芯 U1 U2n1 n2思 考 ： 若 給 原 線 圈 接 直 流 電 壓 U1， 副 線 圈 電 壓 U2 ？ U 2 0 理 想 變 壓 器 如 果 在 能 量 轉(zhuǎn) 化 的 過 程 中 能 量 損 失 很 小 ，能 夠 略 去 原 、 副 線 圈 的 電 阻 ， 以 及 各 種 電 磁能 量 損 失 ， 這 樣 的 變 壓 器 我 們 稱 之 為 理 想 變壓 器 。 這 是 物 理 學(xué) 中 又 一 種 理 想 化 模 型 。無(wú) 銅 損 、 鐵 損 、 磁 損 三 、 理 想 變 壓 器 的 變 壓 規(guī) 律 I1 I2n1 n2U1 U2原 、 副 線 圈 中 產(chǎn) 生 的 感 應(yīng)電 動(dòng) 勢(shì) 分 別 是 ：E1=n1/ tE2=n2/ t若 不 考 慮 原 副 線 圈 的 內(nèi) 阻 有 U1=E1 U2=E2 2121 nnUU 2 121 nnEE 理 想 變 壓 器 原 副 線 圈 的 端 電 壓 之 比 等于 這 兩 個(gè) 線 圈 的 匝 數(shù) 之 比n2 n1 U2U1 -升 壓 變 壓 器n2 n1 U2 U1 -降 壓 變 壓 器 2121 nnUU 四 、 理 想 變 壓 器 的 變 流 規(guī) 律1.理 想 變 壓 器 輸 出 功 率 應(yīng) 等 于 輸 入 功 率即 : U1I1=U2I2P出 = P入 121221 nnUUII 2.理 想 變 壓 器 原 副 線 圈 的 電 流 跟 它 們 的匝 數(shù) 成 反 比此 公 式 只 適 用 于 一 個(gè) 副 線 圈 的 變 壓 器 1221 nnII 五 、 幾 種 常 用 變 壓 器1.自 耦 變 壓 器 U2U1 A B P U 1 U2n1 n2升 壓 變 壓 器n1 n2U1 U2降 壓 變 壓 器 問 題 ： 有 沒 有 只用 一 組 線 圈 來(lái) 實(shí)現(xiàn) 變 壓 的 變 壓 器 ？ 自 耦 變 壓 器 的原 副 線 圈 共 用 一個(gè) 線 圈 2.互 感 器 A電 流 互 感 器電 壓 互 感 器V 使 用 時(shí) 把 原 線 圈 與電 路 并 聯(lián) ， 原 線 圈 匝數(shù) 多 于 副 線 圈 匝 數(shù) 使 用 時(shí) 把 原 線 圈與 電 路 串 聯(lián) ， 原 線 圈匝 數(shù) 少 于 副 線 圈 匝 數(shù)鉗 式 電 流 儀 一 、 變 壓 器 的 構(gòu) 造 1 示 意 圖 2 電 路 圖 中 符 號(hào) 3 構(gòu) 造 ：二 、 變 壓 器 的 工 作 原 理 ： 1、 互 感 現(xiàn) 象 ： 原 、 副 線 圈 中 由 于 有 交 變 電 流 而 發(fā) 生 的 互 相 感 應(yīng) 現(xiàn) 象 2、 能 量 轉(zhuǎn) 化 ： 電 能 磁 場(chǎng) 能 電 能 3、 理 想 變 壓 器 P入 P出三 、 理 想 變 壓 器 的 變 壓 規(guī) 律 U1/U2=n1/n2四 、 理 想 變 壓 器 的 變 流 規(guī) 律 ： I1/I2=n2/n1 五 、 常 用 變 壓 器 小 結(jié) 練 1、 理 想 變 壓 器 原 、 副 線 圈 的 匝 數(shù) 比 n1:n24： 1， 當(dāng) 導(dǎo) 體 棒 在 勻 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 中 向 左 做 勻 速 直 線運(yùn) 動(dòng) 切 割 磁 感 線 時(shí) ， 圖 中 電 流 表 A1的 示 數(shù) 12mA，則 電 流 表 A2的 示 數(shù) 為 （ ）A 3mA B 0 C 48mA D 與 負(fù) 載 R的 值 有 關(guān) B 180 3 A練 習(xí) 2、 一 理 想 變 壓 器 ， 原 線 圈 匝 數(shù) n1=1100，接 在 電 壓 220V的 交 流 電 源 上 ， 當(dāng) 它 對(duì) 11只 并聯(lián) 的 “ 36V， 60w” 的 燈 泡 供 電 時(shí) ， 燈 泡 正常 發(fā) 光 。 由 此 可 知 副 線 圈 的 匝 數(shù) n2=_，通 過 原 線 圈 的 電 流 I1 =_。 A V R1 R2SA. U 增 大 、 I 增 大 、 P1 增 大C. U 減 小 、 I 減 小 、 P1 減 小 D. U 不 變 、 I 減 小 、 P1 不 變B. U 不 變 、 I 減 小 、 P1 增 大練 5、 如 圖 所 示 ： 理 想 變 壓 器 的 原 線 圈 接 高電 壓 ， 變 壓 后 接 用 電 器 ， 線 路 電 阻 不 計(jì) 。 S原來(lái) 閉 合 ， 且 R1=R2， 現(xiàn) 將 S斷 開 ， 那 么 交 流 電壓 表 的 示 數(shù) U、 交 流 電 流 表 的 示 數(shù) I 和 用 電 器上 R1的 功 率 P1將 分 別 是 ： D U1 I1 I2n1 n2U2 R變 壓 器 輸 入 輸 出 電 壓 、 電 流 、 功 率 大 小 之間 的 因 果 關(guān) 系 1.輸 入 功 率 P1由 輸 出 功 率 P2決 定 ； P1 P22.U1由 電 源 決 定 ；3.U2由 U1和 匝 數(shù) 比 決 定 ； U2 n2/n1U14.I2由 U2和 負(fù) 載 決 定 ； I2 U2 R5.I1由 I2和 匝 數(shù) 比 決 定 ； I1 n2/n1I2 六 、 有 多 個(gè) 副 線 圈 的 理 想 變 壓 器 的 問 題 一 個(gè) 原 線 圈 多 個(gè) 副 線 圈 的 理 想 變 壓 器 ， 原線 圈 匝 數(shù) 為 n1， 兩 個(gè) 副 線 圈 的 匝 數(shù) 分 別 為 n2和 n3，相 應(yīng) 的 電 壓 分 別 為 U1、 U2和 U3， 相 應(yīng) 的 電 流 分別 為 I1、 I2和 I3， 根 據(jù) 變 壓 器 的 工 作 原 理 可 得 ： 1 12 2 1U nU n 1 13 3 2U nU n 1 2由 （ ） （ ） 式 得 ：2 2 3 3U (3)U nn P P入 出根 據(jù) 得1 1 2 2 3 3I U I U I U - 4 （ ）1 3 4將 （ ） （ ） 式 代 入 （ ） 式 得 311 2 2 2 3 22 2I U nn I U I Un n 1 1 2 2 3 3I n I n I n 例 、 一 臺(tái) 理 想 變 壓 器 原 線 圈 匝 數(shù) n1 1100匝 ，兩 個(gè) 副 線 圈 的 匝 數(shù) 分 別 是 n2 60匝 ， n3 600匝 。 若 通 過 兩 個(gè) 副 線 圈 中 的 電 流 分 別 為 I2 1A，I3 4A， 求 原 線 圈 中 的 電 流 。2.24A 練 、 如 圖 所 示 ： 理 想 變 壓 器 的 交 流 輸 入 電 壓U1=220V， 有 兩 組 副 線 圈 ， 其 中 n2=36匝 ， 標(biāo)有 “ 6V， 9W” 、 “ 12V， 12W” 的 燈 泡 分 別 接在 兩 副 線 圈 上 均 正 常 發(fā) 光 ， 求 ：（ 1） 原 線 圈 的 匝 數(shù) 為 n1和 另 一 副 線 圈 的 匝 數(shù) n3.（ 2） 原 線 圈 的 電 流 I1。 n 3n2n1（ 1） n2 1320匝 n3= 72匝 （ 2） I1=0.095A 例 、 在 繞 制 變 壓 器 時(shí) ， 某 學(xué) 生 誤 將 兩 個(gè) 線 圈 繞 在 如 圖所 示 變 壓 器 左 右 兩 臂 上 ， 當(dāng) 通 以 交 變 電 流 時(shí) ， 每 個(gè) 線圈 產(chǎn) 生 的 磁 通 量 都 只 有 一 半 通 過 另 一 個(gè) 線 圈 ， 另 一 半通 過 中 部 的 臂 ， 已 知 線 圈 的 匝 數(shù) 之 比 n1:n2 2： 1.在 不接 負(fù) 載 的 情 況 下 ， 則 （ ）A 當(dāng) 線 圈 1輸 入 電 壓 為 220V時(shí) ，線 圈 2輸 出 電 壓 為 110VB 當(dāng) 線 圈 1輸 入 電 壓 為 220V時(shí) ，線 圈 2輸 出 電 壓 為 55VC 當(dāng) 線 圈 2輸 入 電 壓 為 110V時(shí) ，線 圈 1輸 出 電 壓 為 220VD 當(dāng) 線 圈 2輸 入 電 壓 為 110V時(shí) ，線 圈 1輸 出 電 壓 為 110V BD 練 習(xí) 、 一 理 想 變 壓 器 如 圖 所 示 ， 在 n1兩 端接 交 流 電 U1 220V， n1為 4400匝 ， n2為1100匝 。 若 要 使 U3 U2， 求 n3。 n3 2200匝 例 、 如 圖 所 示 ， 理 想 變 壓 器 原 副 線 圈 匝 數(shù) 比為 4: 1， 原 線 圈 中 的 電 阻 A與 副 線 圈 中 的 負(fù) 載電 阻 B阻 值 相 等 。 a b端 加 一 交 流 電 壓 U后 ，（ 1） 兩 電 阻 消 耗 的 功 率 之 比 為 多 少 ？ （ 2） 兩 電 阻 兩 端 電 壓 之 比 為 多 少 ？（ 3） B電 阻 兩 端 電 壓 為 多 少 ？ n1 n2 BAUab（ 1） 1:16（ 2） 1:4 （ 3） UB= 174U 練 習(xí) 、 如 圖 所 示 ， 一 理 想 變 壓 器 原 、 副 線 圈的 匝 數(shù) 比 為 n1： n2=3： 1， 有 四 只 相 同 的 燈 泡連 入 電 路 中 ， 若 燈 泡 L2、 L3、 L4均 能 正 常 發(fā) 光 ，則 燈 泡 L1 （ ）A、 也 能 正 常 發(fā) 光B、 較 另 三 個(gè) 燈 暗 些C、 將 會(huì) 燒 壞D、 不 能 確 定 n 2n1 L3 L4L1 L2A