3.3变压器-高二物理（粤教版2019选择性必修第二册）（23张PPT）

第三节 变压器 粤教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第三章 交变电流 新课引入 认识变压器 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 在生产和生活中，最常用的是交流电，但不同的设备电压却不同。 设备 电压 设备 电压 大型发电机 10kV 机床上的照明灯 36V 家庭电路 220V 手机充电器 5.0V 工厂的电动机 380V 防身器 3000V 在生活用电时，电压必须进行调整。调整电压要用什么设备呢？ 新课引入 认识变压器 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 变压器是一种用于改变交流电压的设备 变电站大型变压器 城乡街头的变压 实验室用的可拆变压器 新课引入 认识变压器 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 1.构造： (1)闭合铁芯：由绝缘硅钢片叠合而成； (2)原线圈：连接交流电源，也叫初级线圈； (3)副线圈：连接负载，也叫次级线圈。 铁芯 2.表示： 原线圈 副线圈 变压器的构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成。 变压器原理图 变压器的符号 n1 n2 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 3.原理： 原线圈 接入 交流电 在铁芯中 产生变化 的磁通量 副线圈 产生 感应电动势 副线圈 产生 感应电流 变压器是利用＿＿现象，对交变电流实现升压或降压的。 交 流 电 互感 交 流 电 新课引入 认识变压器 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 【讨论交流】 在如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡中是否有电流通过?为什么? 新课引入 认识变压器 n1 n2 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 新课引入 认识变压器 1.实验探究：变压器原线圈接在学生电源上， 原线圈电压U1为学生电源输出电压， 副线圈电压U2通过交流电压表测得。 初步发现，变压器原、副线圈上的电压之比＿＿＿＿它们的匝数之比。 近似等于 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 新课引入 认识变压器 2.理论推导： 根据法拉第电磁感应定律，得在原、副线圈中产生的电动势分别为 ????????=?????????????????? ， ????????=?????????????????? 所以有 ????????????????=????????????????????????????????????=???????????????? 忽略线圈中的电阻，有 U1 =e1 ， U2 =e2 由此可得 ? 当 时， 变压器使电压升高，变压器为升压变压器 当 时， 变压器使电压降低，变压器为降压变压器 理想变压器：没有能量损失的变压器叫作理想变压器。 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 新课引入 认识变压器 理想变压器忽略能量损失，故 P1=P2 即 I1 U1=I2 U2 又 可得 (1)当变压器只有一个副线圈工作时，有 U1I1＝U2I2， I1∶I2＝ n2∶n1 ； (2)当变压器有多个副线圈时， 由能量守恒关系，有 U1I1＝U2I2+ U3I3+ U4I4+ … 且 ????????＝???????????????????????? ， ????????＝???????????????????????? ， ????????＝???????????????????????? ， … 可得 n1I1＝n2I2+ n3I3+ n4I4+ … 【说明】当变压器有多个副线圈时，电流与匝数的反比关系不再成立。 ? 【特别提醒】 电压与匝数比 电流与匝数比 动态问题 新课引入 认识变压器 I1 U2 U1 n1 n2 I2 R ~ 类比自来水的水压和水流 【例题】有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380 V的电圧降圧后得到的。如果変圧器的原线圏是1440匝，副线圈是多少匝？在某次实际工作时输入电压只有220V，则输出电压是多少？ 解：U1=380V、U2=36V、n1=1440 （1）由 ，可求的n2=136 （2）若U1=220V ，由 ，可求的U2=20.8V 【例题】无线充电技术已经逐渐应用于智能手机手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示。已知发射、接收线圈匝数比 n1∶n2＝ =5∶1，AB 端输入电流为i=0.28sin200πt (A)。 (1)请结合模型解释手机无线充电的基本原理； (2)求接收线圈输出电流的有效值。 解：(1) ... ...