1.關(guān)于高中物理選修課變壓器。第一張幻燈片，共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。但是我們國(guó)家的民用統(tǒng)一供電是220V，那么這些額定電壓不是220V的電器設(shè)備如何正常工作呢？變壓器是改變交流電壓的設(shè)備。第二張幻燈片，共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。幾種常見(jiàn)的變壓器。第三張幻燈片，共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。 一、變壓器結(jié)構(gòu) 1.示意圖 U1U2 n1n2 一次線圈 次級(jí)線圈 鐵芯 2.結(jié)構(gòu)： （1）閉口鐵芯（用疊壓絕緣硅鋼片制成） （2）一次線圈（初級(jí)線圈）：接電源，用絕緣導(dǎo)線繞制，匝數(shù)用n1表示 （3）次級(jí)線圈（次級(jí)線圈）：接負(fù)載，用絕緣導(dǎo)線繞制，匝數(shù)用n2表示。閉口鐵芯采用涂有絕緣漆的硅鋼片制成。
2、薄片疊在一起。 （4）輸入電壓：U1；輸出電壓：U2。 注意：線圈必須繞在鐵芯上，鐵芯必須閉合。 第四張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。 3、電路圖中的符號(hào)n1n2 問(wèn)題：變壓器次級(jí)線圈和初級(jí)線圈的電路是連通的嗎？ 變壓器初次級(jí)線圈不連通，那么交流電壓U1通到初級(jí)線圈后，次級(jí)線圈電壓U2是怎么產(chǎn)生的？ 鐵芯與線圈相互絕緣 U1U2 n1n2 第五張，PPT共三十二頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月 初級(jí)線圈通上交流電，在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通，次級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果次級(jí)線圈中有電流，在鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生變化的磁通。初級(jí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2.變壓器的工作原理是互感?；ジ鞋F(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。如果在初級(jí)線圈上加一個(gè)直流電壓，則次級(jí)線圈的電壓U
3.U2=? 第六張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。如果在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能量損失很小，初、次級(jí)線圈的電阻，以及各種電磁能量損失都可以忽略不計(jì)，我們稱這樣的變壓器為理想變壓器。這是物理學(xué)中另一種理想化的模型。理想變壓器其實(shí)變壓器的效率是比較高的高中物理接地，特別是電力設(shè)備中那些巨大的變壓器，在滿負(fù)荷工作的時(shí)候，效率可以達(dá)到97%99%，所以在理論研究中把它當(dāng)成100%(理想變壓器)是沒(méi)有問(wèn)題的。第七張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：初、次級(jí)線圈兩端電壓的比值等于兩線圈匝數(shù)的比值。第八張幻燈片實(shí)驗(yàn)研究初級(jí)和次級(jí)線圈兩端電壓的關(guān)系，共32頁(yè)P(yáng)PT，于2022年6月創(chuàng)建。3.理想變壓器
4.變壓器的變換規(guī)律 初、次級(jí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為： 初級(jí)線圈電路為： E1=U1 +I1r1 U1 則U1=E1 次級(jí)線圈電路為： E2=U2 +I2r2 U2 則U2=E2 如果不考慮初、次級(jí)線圈內(nèi)阻，則U1=E1；U2=E2 則： 第九張，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月 理想變壓器初、次級(jí)線圈端電壓之比等于兩線圈匝數(shù)之比 n2 n1 U2U1——升壓變壓器 n2 n1 U2 U1——降壓變壓器 第十張，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月 4.理想變壓器的電流變換規(guī)律 問(wèn)：初、次級(jí)線圈的電流可能滿足什么規(guī)律？ 1、理想變壓器的輸出功率應(yīng)該等于輸入功率，即：U1I1=U2I2P out = P in 第11張表，PP
5.T共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。 2.理想變壓器原、副邊線圈的電流和它們的匝數(shù)成反比。變壓器工作時(shí)，高壓線圈匝數(shù)較多，電流較小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈匝數(shù)較少，電流較大，應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制。這也是確定高壓線圈、低壓線圈的一種方法。此公式只適用于有一個(gè)副邊線圈的變壓器。 第十二頁(yè)，PPT共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。 輸入輸出電壓、電流、功率的因果關(guān)系 1.輸入功率P1由輸出功率P2決定；P1P2 2.U1由電源決定； 3.U2由U1和匝數(shù)比決定； 4.I2由U2和負(fù)載決定； .I1由I2和匝數(shù)比決定；第13頁(yè)，PPT共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月
6、【例1】某理想變壓器原、副邊線圈的匝數(shù)比為n1：n24：1。當(dāng)導(dǎo)體條在均勻磁場(chǎng)中勻速向左運(yùn)動(dòng)切割磁通線時(shí)，圖中電流表A1的讀數(shù)為12mA，則電流表A2的讀數(shù)為（ ）A3mA B0 C48mA D 與負(fù)載R的大小有關(guān) 分析：變壓器只能工作在交流電路中，不能工作在恒流恒壓電路中。當(dāng)導(dǎo)體條勻速向左運(yùn)動(dòng)切割磁通線時(shí)，線圈n1中通過(guò)的是恒定電流，不能引起通過(guò)線圈n2的磁通量的變化，次級(jí)線圈n2上不出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以A2中沒(méi)有電流通過(guò)。第14張，共三十二頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月【例2】一個(gè)理想的變壓器，它的初級(jí)線圈有2200匝，次級(jí)線圈有440匝，接一個(gè)100的負(fù)載電阻，如圖所示。（1）當(dāng)初級(jí)線圈接44V直流電源時(shí)，
7、接電源時(shí)，電壓表示為_(kāi)V，電流表示為_(kāi)A。 （2）當(dāng)初級(jí)線圈接220V交流電源時(shí)，電壓表示為_(kāi)V，電流表示為_(kāi)A，此時(shí)輸入功率為_(kāi)W。 00440.4419.36 第15張，共三十二頁(yè)P(yáng)PT留學(xué)之路，創(chuàng)建于2022年6月 U1U2=====n2 P2=n1 U2=3A 解： So: 3 A 練習(xí)1、一臺(tái)理想變壓器，初級(jí)線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓為220V的交流電源上，當(dāng)它給11只并聯(lián)的“36V、60w”燈泡供電時(shí)，燈泡正常點(diǎn)亮?？梢钥闯龃渭?jí)線圈匝數(shù)n2=_，通過(guò)初級(jí)線圈的電流I1=_。第16張，共三十頁(yè)P(yáng)PT
8.第2頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。 U增加，I增加，PR1增加C. U減少，I減少，PR1減少D. U不變，I減少，PR1不變B. U不變，I減少，PR1增加練習(xí)3.如圖：理想變壓器初級(jí)線圈接高壓，變壓后接電器，忽略線阻。原來(lái)S閉合，R1=R2?，F(xiàn)在S斷開(kāi)，則交流電壓表的讀數(shù)U、交流電流表的讀數(shù)I、用電器上R1的功率PR1分別為（ ）D。思考：變壓器的輸入輸出電壓、電流、功率之間有什么因果關(guān)系？第17頁(yè)，共三十二頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月五、幾種常用的變壓器1.自耦變壓器升壓變壓器
9、降壓變壓器 問(wèn)題：有沒(méi)有只用一組線圈就能實(shí)現(xiàn)電壓變換的變壓器？ 自耦變壓器的初、次級(jí)線圈共用一個(gè)線圈。 第18張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。 2、變壓器A 電流變壓器 電壓變壓器V 使用時(shí)，將初級(jí)線圈并聯(lián)在電路中，初級(jí)線圈匝數(shù)多于次級(jí)線圈匝數(shù)。 使用時(shí)，將初級(jí)線圈串聯(lián)在電路中，初級(jí)線圈匝數(shù)少于次級(jí)線圈匝數(shù)。 第19張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。 例4、為保證用電安全，家庭居室室內(nèi)電路前端一般都安裝漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。如圖為保護(hù)開(kāi)關(guān)電路原理示意圖。 問(wèn)題： （1）電路正常工作時(shí)，線圈b中無(wú)電流。這是什么原因？ （2）如果站在地上的人不小心碰到了帶電的電線，為什么線圈b會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 第20張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月
10、分析：發(fā)電廠中性線接地。漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)內(nèi)有一個(gè)結(jié)構(gòu)類似變壓器的電流互感器，它的鐵心a側(cè)有兩個(gè)形狀、繞向、匝數(shù)完全相同的線圈（圖中用實(shí)線和虛線表示），分別將用電器與火線、零線串聯(lián)連接，MNO、GRK與發(fā)電廠之間流過(guò)220V交流電；鐵心b側(cè)還有一個(gè)線圈，與電磁繼電器J的線圈并聯(lián)（圖中未示出）。室內(nèi)電路正常工作時(shí)，b線圈中無(wú)電流，J保持導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生漏電時(shí)，b線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電流，推動(dòng)電磁繼電器J切斷用電器電路，從而防止發(fā)生事故。第21頁(yè)，該P(yáng)PT共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。 答案（1） 電流互感器a側(cè)的兩個(gè)線圈完全相同，流過(guò)兩個(gè)線圈的電流大小相等，方向相反高中物理接地，它們產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消。
11、側(cè)線圈磁通量始終為零不變，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流。（2）火線電流有一部分流過(guò)人體，經(jīng)大地流回發(fā)電廠。a側(cè)兩個(gè)線圈電流不同，產(chǎn)生“剩余電流”，在鐵芯中產(chǎn)生變化的“剩余磁通”。b側(cè)線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。第22張，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。6、解決具有多個(gè)次級(jí)線圈的理想變壓器問(wèn)題。一個(gè)初級(jí)線圈和多個(gè)次級(jí)線圈的理想變壓器，初級(jí)線圈匝數(shù)為n1，兩個(gè)次級(jí)線圈匝數(shù)分別為n2、n3，對(duì)應(yīng)電壓分別為U1、U2、U3，對(duì)應(yīng)電流分別為I1、I2、I3。根據(jù)變壓器的工作原理可得： 第23張，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。 第24張，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。 【例5】 具有多個(gè)次級(jí)線圈的理想變壓器。
12、變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)為，兩個(gè)次級(jí)線圈分別為n260匝和n3600匝。設(shè)通過(guò)兩個(gè)次級(jí)線圈的電流分別為I21A和I34A，求初級(jí)線圈中的電流。分析：對(duì)于理想變壓器，輸入功率等于輸出功率，則（）n1（）11002.24A 第25頁(yè)，PPT共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月 例6，如圖所示：理想變壓器交流輸入電壓U1=220V，次級(jí)線圈有兩組，其中n2=36匝。標(biāo)有“6V、9W”和“12V、12W”的燈泡分別接在兩個(gè)次級(jí)線圈上，均正常發(fā)光。計(jì)算：（1）初級(jí)線圈匝數(shù)為n1，另一個(gè)次級(jí)線圈匝數(shù)為n3。 （2）初級(jí)線圈電流I1。解：（1）根據(jù)
13、由于兩盞燈都能正常點(diǎn)亮，故有：U2=6V，U3=12V。根據(jù)初、次級(jí)線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系，可得：U1/U2=n1/n2，n1=U1n2/U2=1320匝。U3/U2=n3/n2，n3=U3n2/U2=72匝。（2）根據(jù)能量守恒定律，Pin=Pout。即I1U1=P2+P3，則I1=（P2+P3）/U1=0.095A Sheet 26,PPT has 32 pages, in June 2022 4 如圖所示，理想變壓器初級(jí)線圈接220V交流電壓，次級(jí)線圈有A、B兩組，A組接4只電阻，B組接一只規(guī)格為“”的燈泡。已知A組線圈匝數(shù)為30，兩端電壓為6V，燈泡正常點(diǎn)亮。求初級(jí)線圈匝數(shù)及電流。第27張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，20年制作完成
14. 6月22日 【例7】某學(xué)生在繞制變壓器時(shí)，錯(cuò)誤地按圖示在變壓器的左右臂上繞制了兩個(gè)線圈，當(dāng)通過(guò)交流電時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通只有一半通過(guò)另一個(gè)線圈，另一半則通過(guò)中間臂。已知線圈的匝數(shù)比為n1:n22:1，當(dāng)不接負(fù)載時(shí)，則——（）A 當(dāng)線圈1的輸入電壓為220V時(shí)，線圈2的輸出電壓為110VB 當(dāng)線圈1的輸入電壓為220V時(shí)，線圈2的輸出電壓為55VC 當(dāng)線圈2的輸入電壓為110V時(shí)，線圈1的輸出電壓為220VD 當(dāng)線圈2的輸入電壓為110V時(shí)，線圈1的輸出電壓為110V 第28張，該P(yáng)PT共有32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月 分析：當(dāng)線圈1接交流電壓220V時(shí)，設(shè)通過(guò)線圈1的磁通量為，根據(jù)題意，通過(guò)線圈2的磁通量為2
15.設(shè)線圈1、2的匝數(shù)分別為2n、n，則： 比較兩式可得U255V。 當(dāng)線圈2通以110V的交流電壓時(shí)，假設(shè)通過(guò)線圈2的磁通量為，根據(jù)題意，通過(guò)線圈1的磁通量為2.110nt。 比較兩式可得 選擇BD。 第29頁(yè)，該P(yáng)PT共32頁(yè)，創(chuàng)建于2022年6月。 練習(xí)5.如圖所示是一個(gè)理想變壓器，交流電接在n1的兩端，n1為4400匝，n2為1100匝，若要用U3U2，求n3。 分析：n1匝線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)就是n2匝線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。 n3匝線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為1223。所以/n1/n155V和/n3（U2U3）240匝。第30張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。摘要：1.變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.理想變壓器的理想化模型和功率傳輸規(guī)律3.理想變壓器的電壓和電流變換規(guī)律。第31張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月。2022/9/9感謝收看第32張幻燈片，共32頁(yè)P(yáng)PT，創(chuàng)建于2022年6月