1、用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V扫描仪扫描仪12V防身器防身器3000V手机充电器手机充电器4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管12万伏万伏录音机录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管34万伏万伏 需改变电压，以适应各种不同电压的需要。需改变电压，以适应各种不同电压的需要。变压器变压器变压器变压器就是就是改变改变交流交流电压电压的设备的设备第五章第五章 交变电流交变电流城乡变压器城乡变压器可拆式变压器各式变压器各式变压器1、示意图示意图(1)闭合铁芯闭合铁芯 (绝
2、缘硅钢片叠合而成绝缘硅钢片叠合而成)(2)原线圈原线圈(初级线圈初级线圈)其匝数用其匝数用n1表示表示 与交变电源相连与交变电源相连(3)副线圈副线圈(次级线圈次级线圈)其匝数用其匝数用n2表示表示 与负载相连与负载相连(4)输入电压输入电压U1 输出电压输出电压U2铁芯铁芯U1U2 n1n22、电路中的符号、电路中的符号问题问题1 1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？n1n2n1n2无铁芯无铁芯有铁芯有铁芯铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘问题问题2 2：从能的转化角度看变压器的工作原理？：从能的转化角度看变压器的工作原理？变压器通过闭合铁芯，利用互感
3、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 电能电能转化转化(U1、I1)(变化的磁场变化的磁场)(U2、I2)U1U2 n1n2 0tt1t2t3t4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?=0问题问题3：铁芯是否变压器的必要组成部分？：铁芯是否变压器的必要组成部分？没有铁芯，大部分磁感线都流失在线圈外，故没有铁芯，大部分磁感线都流失在线圈外，故传输电能的效率太差；而铁芯存在，使绝大部分磁传输电能的效率太差；而铁芯存在，使绝大部分磁感线集中在铁芯上，感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的大大增强了变压器传输电能的效率。效率
4、。U1U2无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损理想变压器理想变压器的特点：的特点：没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到达到97%99%97%99%，所以理论研究时我们把它当成，所以理论研究时我们把它当成100%100%（理想变压器）是没有问题的。（理想变压器）是没有问题的。理想化模型理想化模型没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器P入入P出出输入功率等于输出功率输入功率等于输出功率线圈匝数线圈匝数猜测：猜测：交流电压
5、、原线圈匝数、副线圈匝数交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数方法：控制变量法方法：控制变量法注意：注意：1)原线圈电压不要超过原线圈电压不要超过12伏伏.2)用多用电表的交流电压档测电压，先用大量用多用电表的交流电压档测电压，先用大量 程后用小量程程后用小量程.问题：请应用法拉第电磁感应定律，推问题：请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。关系。理论推导理论推导I1U2U1n1n2I2R 原、副线圈中通过的磁通原、副线圈中通过的磁通量始终相同量始终相同(无漏磁无漏磁),因此产因此产生的感应电动势分别是：生的感应电动势分别是：若不考虑原副
6、线圈的内阻有若不考虑原副线圈的内阻有:U1=E1 U2=E2 2121nnUU tnE11 tnE22 I1U2U1n1n2I2R2121nnEE U1U2 n1n21、n2 n1 U2U1升压升压变压器变压器3、n2 n1 U2 nn2 2，则，则（）A AU U1 1UU2 2，P P1 1P P2 2 B BP P1 1P P2 2，I I1 1II2 2C CI I1 1IUU2 2 D DP P1 1PP2 2，I I1 1II2 2AB9（上海高考）图中，（上海高考）图中，a、b为输入端，接交流电为输入端，接交流电源，源，c、d为输出端，则输出电压大于输入电压的为输出端，则输出电压
7、大于输入电压的电路是（电路是（）C C 10 10、如图是如图是4 4种亮度可调的台灯的电路的示意图，种亮度可调的台灯的电路的示意图，它们所用的灯泡相同，且都是它们所用的灯泡相同，且都是“220V 40W220V 40W”，当灯泡消，当灯泡消耗的功率都调至耗的功率都调至20W20W时，哪种台灯消耗的功率最小？时，哪种台灯消耗的功率最小？（）解析解析 理想变压器的输入功率等于输出功率，在变压器上理想变压器的输入功率等于输出功率，在变压器上是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗功率就等是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗功率就等于灯泡消耗的功率而其余三种电路中有另外的变阻器，于灯泡消耗的
8、功率而其余三种电路中有另外的变阻器，除灯泡消耗功率外，在变阻器上有额外的功率损失除灯泡消耗功率外，在变阻器上有额外的功率损失C1111（20002000年北京、安徽春季）如图所示，理想变压器的原、副线年北京、安徽春季）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为圈匝数之比为n n1 1nn2 24141，原线圈回路中的电阻，原线圈回路中的电阻A A与副线圈回路中与副线圈回路中的负载电阻的负载电阻B B的阻值相等的阻值相等a a、b b端加一定交流电压后，两电阻消耗端加一定交流电压后，两电阻消耗的电功率之比的电功率之比P PA APPB B_，两电阻两端电压之比两电阻两端电压之比U UA AUUB
9、 B_I1/I2=n2/n1=1/4PA/PB=I21R/I22R=1/1616/1UA/UB=I1R/I2R=1/41/41212（19981998年上海）如图所示，理想变压器原副线圈匝数年上海）如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为之比为n n1 1nn2 22121，原线圈接，原线圈接200 V200 V交流电源，副线圈交流电源，副线圈接额定功率为接额定功率为20 W20 W的灯泡的灯泡L L，灯泡正常发光当电源电压，灯泡正常发光当电源电压降为降为180 V180 V时，灯泡实际消耗功率与其额定功率之比为时，灯泡实际消耗功率与其额定功率之比为_，此时灯泡中的电流为，此时灯泡中的电流为_
10、A_ A（设灯泡电阻恒定）（设灯泡电阻恒定）U2/U1=n2/n1=2/1U2/U1=n2/n1=2/1U2/U2=U1/U1=180/200=9/10P2/P2=（U2/U2）2=81/10081/100U2=n2U1/n1=360（V）I2=P2/U2=9/200P2=81/59/20013、如图所示的、如图所示的理想变压器理想变压器,它的它的原副线圈接在交原副线圈接在交流电源上流电源上,副线圈副线圈接一个标有接一个标有“12V,100W”的灯泡的灯泡,已知变压器已知变压器原、副线圈的匝数比为原、副线圈的匝数比为18:1,那么小灯泡正常那么小灯泡正常工作时工作时,图中的电压表的读数为图中的
11、电压表的读数为_V,电流电流表的读数为表的读数为_A.12Vn2n1VA100W2160.46二、有多个副线圈的理想变压器二、有多个副线圈的理想变压器一个原线圈多个副线圈的理想变压一个原线圈多个副线圈的理想变压器器,原线圈匝数为原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分两个副线圈的匝数分别为别为n2和和n3,相应的电压分别为相应的电压分别为U1、U2和和U3,相应的电流分别相应的电流分别为为I1、I2和和I3,根据变根据变压器的工作原理可压器的工作原理可得得:n1n2n3U1U2U32121nnUU 3131nnUU 3232nnUU 332211UIUIUI 332211nInInI 得得根据根据
12、出出入入PP n1n2n3U1U2U314.14.如图所示如图所示,变压器的原线圈及两个副线圈匝数比为变压器的原线圈及两个副线圈匝数比为n n1 1nn2 2nn3 3=421,=421,所连接的三个小灯泡消耗的功率相同所连接的三个小灯泡消耗的功率相同,则流过则流过每个灯泡的电流之比每个灯泡的电流之比I I1 1II2 2II3 3=_;=_;三个灯泡的电阻三个灯泡的电阻之比为之比为R R1 1RR2 2RR3 3=_.=_.U2=n2U1/n1U3=n3U1/n1I1U1=I2n2U1/n1+I3n3U1/n1I2U2=I3U3n1I1=n2I2+n3I34I1=2I2+I3=4I2I1U1
13、=I2U2+I3U3I2/I3=U3/U2=n3/n2=1/2I1=I2I1：I2：I3=1：1：21：1：2P=IP=I2 2R RR2/R3=（I3/I2）2=4R1=R2R1：R2：R3=4：4：14：4：11515：如图，为一理想变压器，如图，为一理想变压器，K K为单刀双掷开关，为单刀双掷开关，P P为滑动变阻器的滑动触头，为滑动变阻器的滑动触头，U U1 1为加在原线圈两端的电为加在原线圈两端的电压，压，I I1 1为原线圈中的电流强度，则为原线圈中的电流强度，则 ()()A A保持保持U U1 1及及P P的位置不变，的位置不变，K K由由a a合到合到b b时，时，I I1 1
14、将增大将增大 B B保持保持U U1 1及及P P的位置不变，的位置不变，K K由由b b合到合到a a时，时，R R消耗的功消耗的功率增大率增大 C C保持保持U U1 1不变，不变，K K合在合在a a处，使处，使P P上滑，上滑，I I1 1将增大将增大 D D保持保持P P的位置不变，的位置不变，K K合在合在a a处，若处，若U U1 1增大，增大，I I1 1将增大将增大 K由由a合到合到b时，时，n1减小减小，由由U2/U1=n2/n1，可知可知U2增大增大 P2=U22/R随之增大，随之增大，而而P1=P2，又又P1=I1U1，从而从而I1增大增大，A正确；正确；K由由b合到合到a时，与上述情况相反，时，与上述情况相反，P2将减小将减小，B正确正确 I1=(n2/n1)I2=(n2/n1)U2/R=(n2/n1)2 U1/RI1=(n2/n1)I2=(n2/n1)U2/R=(n2/n1)2 U1/RAD
