3.3变压器 课件(共38张PPT)-2024-2025学年人教版(2019)高中物理选择性必修第二册

(课件网) 第三章 交变电流 第3节 变压器 生活中需要各种电压 用电器 额定工作电压 用电器 额定工作电压 随身听 约3V 机床上的照明灯 约36V 手机充电器 约5V 电蚊拍 约3000V 但我们国家民用统一供电均为220V，工厂电动机工作电压为380V，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？ 变压器 变压器就是改变交流电压的设备 形形色色的变压器 线圈1 闭合铁芯 线圈2 由涂绝缘漆的硅钢片叠合而成。 铁芯 主要由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两组或两组以上的线圈组成。 用高强度漆包线绕制而成。 线圈 闭合铁芯 原线圈 副线圈 原线圈(初级线圈):接交流电源 两端电压为U1，称为输入电压。 其匝数用n1表示，与交变电源相连。 副线圈(次级线圈):接用电器 两端电压为U2，称为输出电压。 其匝数用n2表示，与负载相连。 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 一.变压器的结构：由原线圈、闭合铁芯、副线圈组成 n1 n2 ~ 变压器的符号： n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 变压器的工作原理 U1 U2 n1 n2 ~ I1 I1 原线圈两端加上交变电压U1 原线圈中就有 交变电流I1通过 铁芯中产生 交变的磁场 铁芯中的磁通量就发生变化 副线圈也绕在同一铁芯上 穿过副线圈的磁通量变化 副线圈产生 感应电动势E2 （交变电压） 若线圈电阻不计，则认为U2=E2 如果副线圈两端连接负载构成形成闭合回路 副线圈中就有交变电流I2通过 ~ 虽然原、副线圈的导线互不相连，却可通过变化的磁场传送电能。 “电磁感应” R E2 通过铁芯传递 电能 磁场能 电能 二.变压器的工作原理： 互感现象 理想变压器：无铜损、无铁损、无磁损 (1)铜损：变压器的线圈有内阻，电流通过时发热所损失的能量。 (2)铁损：铁芯在交变磁场中产生涡流，使铁芯发热所损失的能量。 (3)磁损：漏磁损失能量 在原线圈上加交变电压，原线圈中的交变电流在铁芯中产生变化的磁通量，这个变化的磁通量不仅穿过原线圈，也穿过副线圈，并在副线圈中产生相应的感应电动势。如果在副线圈两端接入负载构成闭合回路，回路中就会形成交变电流。 主要 铁芯用彼此绝缘的多层硅钢片制成 二.变压器的工作原理： 互感现象 关于理想变压器的四点注意： (1)变压器不能改变恒定电流。 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。 (3)理想变压器本身不消耗能量，所以没有能量损失。 (4)理想变压器没有磁通量损失，磁通量全部集中在铁芯中。 四.理想变压器的基本关系 1.原、副线圈两端电压的关系 即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。 若n2 n1 ，则U2>U1 ，为升压变压器。 四、理想变压器的基本关系 2.原、副线圈输入与输出功率的关系 理想变压器无电磁能量损失，所以， 3.原、副线圈中的电流关系 P1= U1I1 P2=U2I2 即理想变压器原副线圈的电流之比等于这原副线圈匝数的反比。 变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。 例1. 理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 : n2 ＝ 4 : 1，当导体棒在匀强磁场中向左匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表 A1 的示数 12 mA，则电流表 A2 的示数为 ( ) A．3 mA B．0 C．48 mA D．与负载 R 的值有关 B n1 n2 A1 A2 v B BD B B B 4.若有多个副线圈时 四.理想变压器的基本关系 由于互感 若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2；U3=E3 （1）电压关系： I2 n2 U2 I1 n1 U1 I3 n3 U3 4.若有多个副线圈时 四.理想变压器的基本关系 （2）功率关系： 理想变压器无电磁能量损失，所以， （3）电流关系： B B B 3. 初级线圈连接元 ... ...