《变压器》新人教版选修3-2.ppt

四、变压器
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

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
实物、实验

U1
U2 ∽
n1
n2
∽
原线圈
副线圈
铁芯

n1
n2
:
(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.
问题:变压器副线圈和原线圈电路是否相通?
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
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。
互感现象
∽
U1
U2
n1
n2
∽
原线圈
副线圈
铁芯
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。
线圈两端的电压与
线圈匝数有什么关系?
三、变压器的变压规律
猜想假设:
设计实验方案:
1、实验目的是什么?
2、输出电压大小除了与线圈匝数有关,还与什么因素有关?
3、我们应该采用什么实验方法?
4、在实验过程中,我们需要测量的物理量是什么?需要改变的物理量是什么?
记录数据
U1
(不变)
n1
n2
U2
n1/ n2
U1/U2
120
60
120
240
U1
(不变)
n1
n2
U2
n1/ n2
U1/U2
60
120
240
120
实验结论
原因:能量在铁芯及原副线圈处有损耗
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2
n1
n2
∽
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
原、副线圈中产生的感应电动势分别是:
Δ
Φ
Δ
t
E1=n1
Δ
Φ
Δ
t
E2=n2
由此可得:
E1
E2
=
n1
n2
原线圈回路有:
U1− E1=I1r1≈ 0 则
U1=E1
副线圈回路有:
E2=U2 +I2r2 ≈U2 则
所以:
U1
U2
=
n1
n2
U1
U2
=
n1
n2
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
I1
I2
n1
n2
U1
U2
升压变压器:n2 >n1 U2>U1
降压变压器:n2 <n1 U2 <U1
U2=E2