3.3变压器ppt课件（含视频）-（2019） 新人教版高中物理高二下学期选择性必修二.rar

3.3 3.3 变压变压器器第三章第三章 交变电流交变电流新人教版新人教版 选择性必修二选择性必修二大型变压器大型变压器城乡变压器城乡变压器可拆式变压器可拆式变压器1 1、变压器的构造、变压器的构造（1 1）示意图）示意图 U1U2 n1n2原原线线圈圈副副线线圈圈铁铁芯芯（2 2）构造：）构造：（1 1）闭合铁芯）闭合铁芯 （绝缘硅钢片（绝缘硅钢片叠合组成）叠合组成）（2）原线圈（初级线圈）：其）原线圈（初级线圈）：其匝数用匝数用n1表示表示（3）副线圈（次级线圈）：其）副线圈（次级线圈）：其匝数用匝数用n2表示表示（4）输入电压：）输入电压：U1; 输出电压：输出电压：U2。一、变压器的原理一、变压器的原理（3 3）电路图中符号）电路图中符号n1n2问题：变压器副线圈和原线圈电路是否是相通？问题：变压器副线圈和原线圈电路是否是相通？ 变压器原副线圈间不相通，那么在给原线圈变压器原副线圈间不相通，那么在给原线圈接交变电压接交变电压U1后，后，副线圈电压副线圈电压U2是如何产生的呢？是如何产生的呢？铁芯与线圈互相是绝缘铁芯与线圈互相是绝缘一、变压器的原理一、变压器的原理 U1U2 n1n2n n1 1n n2 2铁芯铁芯U U1 1U U2 2原线圈接原线圈接交变电流交变电流原线圈中的磁原线圈中的磁场发生改变场发生改变副线圈中的磁通副线圈中的磁通量量发生改变发生改变副线圈产生感副线圈产生感应电动势应电动势副线圈有感副线圈有感应电流应电流原线圈原线圈副线圈副线圈I I1 1电流的电流的磁效应磁效应铁芯铁芯传递传递如果电如果电路闭合路闭合I I2 22 2、变压器的工作原理、变压器的工作原理一、变压器的原理一、变压器的原理 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能电能 磁场能磁场能 电能电能(U1、I1) (变化的磁场变化的磁场) ( U2、I2)思考思考:若给原线圈接直流电压若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压副线圈电压U2?一、变压器的原理一、变压器的原理2 2、变压器的工作原理、变压器的工作原理-互感现象互感现象U20n n1 1n n2 2铁芯铁芯U U1 1U U2 2原线圈原线圈副线圈副线圈I I1 1I I2 2变压器的能量损耗变压器的能量损耗铜损铜损铁损铁损漏损漏损线圈电阻发热线圈电阻发热涡流现象发热涡流现象发热漏磁损失能量漏磁损失能量理想变压器理想变压器磁通量全部集中在铁心内磁通量全部集中在铁心内P1P21= =2电能没有发热损耗电能没有发热损耗一、变压器的原理一、变压器的原理3 3、理想变压器、理想变压器 实验思路：实验思路：控制变量法控制变量法，保持原线圈电压，保持原线圈电压U1和匝数和匝数n1不变，不变，改变副线圈的匝数改变副线圈的匝数n2。 物理量的测量：副线圈的输出电压物理量的测量：副线圈的输出电压U2。二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系U1/Vn1/匝匝n2/匝匝U2/V220160010012.417.716220160040053.24.142201600101.34164.21602201600202.7081.5802201600304.0554.353.3数据分析：数据分析：21UU21nn发现发现 的数值和的数值和 数值总是相差那么一点，这是为什么呢？数值总是相差那么一点，这是为什么呢？21UU21nn二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系实验结论：实验结论：在误差允许范围内在误差允许范围内误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处的损耗误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处的损耗U1U2 n1n2二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系二、探究变压器的原、副线圈电压与匝数的关系2121nnUU设穿过原线圈磁通量为设穿过原线圈磁通量为1，穿过副穿过副线圈磁通量为线圈磁通量为2。由于由于tnE11tnE221=22121nnEE理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：2121nnUU三、理想变压器的基本规律三、理想变压器的基本规律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1、n2 n1 U2U1升压变压器升压变压器2、n2 n1 U2 U1降压变压器降压变压器2121nnUU三、理想变压器的基本规律三、理想变压器的基本规律1 1、电压关系、电压关系若变压器有多个副线圈若变压器有多个副线圈, ,其电压与匝数的关系依然成正比：即其电压与匝数的关系依然成正比：即332211nUnUnU电压是有效值电压是有效值1221nnII理想变压器：输出功率等于输入功率理想变压器：输出功率等于输入功率U1I1=U2I2移移项项UUII1221nnUU21212 2、电流关系电流关系P1P2P=UI原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比三、理想变压器的基本规律三、理想变压器的基本规律a a、由、由 可知可知, ,对于只有一个副线圈的变压器对于只有一个副线圈的变压器: :电流与匝数成反电流与匝数成反比。因此比。因此, ,变压器变压器高压线圈匝数多高压线圈匝数多而通过的电流小而通过的电流小, ,可用较可用较细的导线细的导线绕绕制制, ,低压线圈匝数少低压线圈匝数少而通过的电流大而通过的电流大, ,应用较应用较粗的导线粗的导线绕制。绕制。1221nnIIb b、若为多个副线圈若为多个副线圈, ,则电流与匝数关系为则电流与匝数关系为 n1I1=n2I2+n3I3+三、理想变压器的基本规律三、理想变压器的基本规律321PPP332211IUIUIU:321321nnnUUUU1U2nnUU2121负载RUI22I2I13、电压、电流、功率之间的因果关系电压、电流、功率之间的因果关系 U1由电源决定由电源决定U2由由U1和匝数比决定：和匝数比决定： I2由由U2和负载决定：和负载决定： I1由由I2和匝数比决定：和匝数比决定： 2121nnUU负载RUI221221nnII输入功率输入功率P1由输出功率由输出功率P2决定：决定：P1P22211IUIUP1111IUP 三、理想变压器的基本规律三、理想变压器的基本规律科学漫步无线充电技术无线充电技术 基本工作原理：在初级线圈输入基本工作原理：在初级线圈输入一定频率的交流电，通过电磁感应在一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。能量从传输端转移到接收端。1、一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数、一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n11100 匝接入匝接入电压电压U1220 V的电路中的电路中(1)要求在两个副线圈上分别得到电压要求在两个副线圈上分别得到电压U26 V，U3110 V，它，它们的匝数们的匝数n2，n3分别为多少？分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上若在两副线圈上分别接上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的两个用的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？电器，原线圈的输入电流为多少？随堂练习随堂练习2、如图所示如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1 n2=2 1，A、B为完全相同的灯泡为完全相同的灯泡,电源电压为电源电压为U，不不考虑灯泡电阻随外界因素的变化考虑灯泡电阻随外界因素的变化,则则B灯两端电压为灯两端电压为()UA21、UB 2、UC51、UD52、D答案答案:D 触类旁通：若将例题触类旁通：若将例题1中的中的A灯去掉灯去掉,其他条件不变其他条件不变,这这种情况下种情况下B灯两端的电压又为多少灯两端的电压又为多少? 理想变压器的动态分析问题理想变压器的动态分析问题3、 (多选多选)如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡个相同的灯泡L1和和L2，输电线的等效电阻为输电线的等效电阻为R。开始时，开关。开始时，开关S断开。当断开。当S闭合时，以下闭合时，以下说法正确说法正确的是的是( )A.副线圈两端副线圈两端M、N的输出电压减小的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻副线圈输电线等效电阻R上的电压增大上的电压增大C.通过灯泡通过灯泡L1的电流减小的电流减小D.原线圈中的电流增大原线圈中的电流增大BCD 对两类互感器的考查对两类互感器的考查4、 (多选多选)下图的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图下图的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图,下下列说法中正确的是列说法中正确的是( )A.线圈匝数线圈匝数n1n2,n3n2,n3n2,甲图中的电表为电压表甲图中的电表为电压表;题图乙中原线圈串联在电路中题图乙中原线圈串联在电路中,为为电流互感器电流互感器,是升压变压器是升压变压器,n3n4,乙图中电表为电流表乙图中电表为电流表,故选项故选项B、C、D正确。正确。答案答案:BCD