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课件网) 3.3 变压器 人教版(2019年)高中物理选择性必修第二册 目录 变压器的原理 实验探究 电压和匝数的关系 01. 02. 03. 新课引入 我们使用的各种用电器所需的电压各不相同，但我国民用统一供电均为220V，如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作呢？ 新课引入 变电站的大型变压器 街头变压器 充电器中的变压器 变压器的原理 01. 变压器的组成：闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈。 U2 原线圈 副线圈 铁芯 AC U1 n1 n2 AC 变压器的原理 01. 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。 电路图中符号 变压器的原理 01. 原线圈接 交流电 原线圈中的磁场发生改变 在铁芯中产生变化 的磁通量 副线圈产生感应电动势 副线圈的磁通量发生改变 副线圈有 感应电流 U2 R U1 n1 n2 互感现象 思考 ：若给原线圈接直流电压U1 ，能否得到副线圈电压U2 变压器的原理 01. 变压器的原理 01. 1.变压器不改变交变电流的周期和频率。 2.变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。 3.变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。 4.铁芯可使绝大部分（可近似认为全部）磁感线集中在铁芯上。 变压器的原理 01. 1.若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2= 2.原、副线圈电压与什么因素有关？ U2 R U1 n1 n2 变压器的原理 01. 若给原线圈接交变电动势 e1 =Em sinωt，则副线圈电动势e2 多大？ U2 R B1 =Bmsinωt B2 =Bmsinωt e1 =Em sinωt n1 n2 由法拉第电磁感应定律，得： 我们能不能通过实验验证上述结论？ 实验探究 02. 实验器材：两只多用电表、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干.原理如图： 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 实验探究 02. 1.连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数. 2.接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中. 3.保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值. 4.保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值. 实验探究 02. 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 2.068 0.513 9.83 14.28 2 0.5 8 14 实验探究 02. 实验探究 02. 从上面实验中我们得出结论：在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数比，即 。但数据没有严格遵从这样的规律。为什么呢？ 误差产生原因：能量损耗 1.变压器线圈通过电流时会发热； 2.铁芯在交变磁场的作用下也会发热； 3.交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内。 实验探究 02. 概念：没有能量损耗的变压器叫作理想变压器. 理想变压器特点： 1.无铜损：原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热. 2.无铁损：不计闭合铁芯中的涡流. 3.无磁损：原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内. 电压与匝数的关系 03. I1 I2 U2 n1 n2 R U1 P入 = P出 U1 I1 = U2 I2 上式只适用于一个副线圈的变压器 电压与匝数的关系 03. → U1决定 U2 → I2 决定 I1 1.电压关系： → P出决定P入 2.功率关系： P入=P出 3.电流关系： 理想变压器的三个决定关系 电压与匝数的关系 03. 任意两线圈两端电压之比等于匝数之比 由 P入 =P出 得：I1U1= I2U2+ I3U3+ ……，即， I1n1=I2n2 + I3n3+ …… 原线圈电能全部转化为两副线圈电能 I2 n2 U2 I1 n1 U1 I3 n3 U3 电压与匝数的关系 03. 1.当n2 ... ...
