3.3 变压器 课件 2023-2024学年高二物理人教版（2019）选择性必修2(共26张PPT)

(课件网) 第3节 变压器 第三章 交变电流 生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压，变压器是如何改变电压的呢 1.知道变压器的构造及理解变压器的工作原理、变压器的匝数与线圈两端的电压的关系; 2.会推导变压器的匝数与线圈电流的关系，会用能量的观点理解变压器的工作原理。 3.通过探究原、副线圈电压与匝数的关系，知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型。 知识点一：变压器的原理 1. 变压器的构造 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 2.原线圈和副线圈 U2 原线圈 副线圈 铁芯 AC U1 n1 n2 n1 n2 U1 U2 （1）原线圈：一个线圈与交流电源连接，叫作原线圈 ，也叫初级线圈； 其匝数用n1表示，两端的电压叫变压器的输入电压U1。 （2）副线圈：另一个线圈与负载连接，叫作副线圈，也叫次级线圈。其匝数用n2表示，两端的电压叫变压器的输出电压U2。 输入电压 输出电压 3.变压器的工作原理 （1）原线圈内通直流电，副线圈内无感应电流。 （2）原线圈内通交流电，副线圈内有感应电流。 U2 原线圈 副线圈 铁芯 AC U1 n1 n2 （3）变压器的工作原理是依据电磁感应原理工作的，在原线圈两端接交流电压，线圈中形成交变电流，产生变化的磁场。变化的磁场经闭合铁芯穿过原线圈的同时也穿过副线圈，形成一个闭合的磁路，变化的磁场使副线圈中产生感应电动势。 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1.实验思路 （1）观察可拆变压器零部件 两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。 变压器铁芯 线圈 变压器铁芯 线圈 螺丝 可拆变压器结构视频 （2）利用教学用的可拆变压器进行探究。可拆变压器能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈。运用控制变量法，保持原线圈电压U1和匝数n1不变，改变副线圈的匝数n2。 组装后的变压器 2.实验步骤 （1）把原线圈连接学生电源的交流输出端电压12V，副线圈连接小灯泡的两端。 （2）保持原线圈的匝数200匝不变，让副线圈的匝数分别为100匝和400匝，测量小灯泡两端的电压。 （3）保持副线圈的匝数100匝不变，让原线圈分别为800匝和1400匝，测量小灯泡两端的电压。 （4）分析实验数据，得出实验结论。 3.注意事项 （1）要用低压交流电源，所用电压不要超过12V，即使这样，通电时也不要用手接触裸露的导线、接线柱。 （2）为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测。 （3） 连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，并经过确认。只有这时才能接通电源。 U1/V 原线圈n1/匝 副线圈n2/匝 U2/V U1/U2 n1/n2 12 200 100 5.8 400 23.4 12 12 800 100 1.22 12 1400 0.84 4.实验数据 5.实验结论：在误差允许范围内原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的匝数之比，即： 2.068 0.513 9.83 14.28 2 0.5 8 14 思考讨论：为什么数据没有严格遵从原、副线圈上的电压之比等于它们的匝数之比这样的规律呢？ 变压器工作时有能量损失。 ①铜损：变压器线圈通过电流时会发热； ②铁损： 铁芯在交变磁场的作用下会发热即：涡流现象发热； ③漏损：交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内即：漏磁损失能量。 知识点二：理想变压器的变压规律和变流规律 1.理想变压器 有些变压器的能量损失很小，可以忽略。我们把没有能量损失的变压器叫作理想变压器。理想变压器也是一个理想化模型。 2.电压与匝数关系 （1）实验和理论分析都表明，理想变压器原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的匝数之比。 （2）若有一个副线圈时 n1 n2 U1 U2 （3）若有多个副线圈时 n1 U1 n2 U2 n3 U3 n4 U4 3.升压变压器和降压变压器 ①当n2 > n1时，U2 > U1，变压器使 ... ...