高中物理 第六節(jié) 變壓器課件 粵教版選修32.ppt

6變壓器 洗衣機(jī)220伏工作電壓 彩色電視機(jī)顯像管十幾萬伏工作電壓 sony 隨身聽3v工作電壓 幾種常見的變壓器 1 了解變壓器的結(jié)構(gòu)及理解變壓器的工作原理 重點(diǎn) 2 通過實(shí)驗(yàn) 探究變壓器原 副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系 電流與匝數(shù)的關(guān)系 并能用它們解決基本問題 3 了解變壓器在生活中的應(yīng)用 電壓互感器和電流互感器 幾種常見的變壓器 但我們國家民用統(tǒng)一供電電壓均為220v 那么人們是如何使這些額定電壓不是220v的電器設(shè)備正常工作的呢 一 變壓器的構(gòu)造 1 示意圖 原線圈 副線圈 鐵芯 2 構(gòu)造 1 閉合鐵芯 絕緣硅鋼片疊合而成 2 原線圈 初級線圈 其匝數(shù)用n1表示 3 副線圈 次級線圈 其匝數(shù)用n2表示 4 輸入電壓 u1 輸出電壓 u2 問題 變壓器副線圈和原線圈電路是否相通 變壓器原 副線圈不相通 那么在給原線圈接交變電壓u1后 副線圈電壓u2是怎樣產(chǎn)生的 鐵芯與線圈互相絕緣 3 電路圖中符號 二 變壓器的工作原理 在放映狀態(tài)下 根據(jù)圖中文字提示點(diǎn)擊播放 原線圈接交流電 在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量 副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量 副線圈有交流電 原線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 問題 變壓器是如何改變電壓的呢 線圈的電壓可能與哪些因素有關(guān) 請猜想 探究1 副線圈匝數(shù)對輸出電壓的影響 保持原線圈匝數(shù) 原線圈電壓不變 改變副線圈的匝數(shù) 觀察輸出電壓的變化 注意 1 原線圈電壓不要超過12伏 2 用多用電表測電壓 先用大量程后用小量程 3 設(shè)計(jì)表格記錄結(jié)果 1 改變副線圈匝數(shù) 交流電壓 原線圈匝數(shù)恒定 u1 4vn1 0 2 實(shí)驗(yàn)過程 4 16 28 探究2 原線圈匝數(shù)對輸出電壓的影響 保持原線圈的電壓不變和副線圈的匝數(shù)不變 改變原線圈的匝數(shù) 觀察輸出電壓的變化 u1 4vn2 0 4 8 2 8 7 2 改變交流電壓 原線圈匝數(shù) 副線圈匝數(shù)恒定 n1 n2 2 1 1 2 3 4 5 誤差允許范圍內(nèi) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 理想變壓器 如果在能量轉(zhuǎn)化的過程中能量損失很小 能夠略去原 副線圈的電阻 以及各種電磁能量損失 這樣的變壓器我們稱之為理想變壓器 這是物理學(xué)中又一種理想化模型 無銅損 鐵損 磁損 原 副線圈中通過的磁通量始終相同 無漏磁 因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別是 若不考慮原 副線圈的內(nèi)阻有 u1 e1u2 e2 三 理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系 結(jié)論 理想變壓器原 副線圈兩端電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比 n2 n1u2 u1 升壓變壓器 n2 n1u2 u1 降壓變壓器 理想變壓器輸入功率等于輸出功率 p入 p出即u1i1 u2i2 四 理想變壓器的變流規(guī)律 理想變壓器原 副線圈的電流之比 跟它們的匝數(shù)之比成反比 此公式只適用于一個副線圈的變壓器 輸入輸出電壓 電流 功率大小之間的因果關(guān)系 i2p出p入i1 電源u1u2 輸入電壓u1和變壓比n1 n2決定輸出電壓的大小 輸出電壓和用電器電阻決定輸出電流i2的大小 輸出電流和變壓比決定輸入電流i1的大小 輸出功率決定輸入功率的大小 相同 五 電壓互感器和電流互感器 鉗形電流互感器 電壓互感器 電流互感器 1 互感器原理圖 仔細(xì)比較兩種互感器的連接方式和線圈匝數(shù)的多少 例1 如圖所示 理想變壓器原 副線圈匝數(shù)分別為n1 n2 原線圈加交變電壓ul 以下說法正確的是 a s斷開時 mn電壓最大 on電壓為零 b s斷開時 mn電壓為零 on電壓為u1 c s閉合時 mn電壓為ul d s閉合 且滑動觸頭向下滑時 原線圈電流變小 副線圈電流變大 c 例2 如圖所示 理想自耦變壓器接在電壓為u的正弦交流電源上 當(dāng)開關(guān)s接a時 交流電流表與交流電壓表的示數(shù)分別是i1和u1 當(dāng)開關(guān)s接b時 兩表示數(shù)分別變?yōu)閕2和u2 由此可知 a u1 u2 i1 i2b u1 u2 i1 i2c u1 u2 i1 i2d u1 u2 i1 i2 d 例3 如圖所示 理想變壓器原 副線圈的匝數(shù)比n1 n2 4 1 當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中向左做勻速直線運(yùn)動切割磁感線時 電流表a1的示數(shù)是12ma 則電流表a2的示數(shù)為 a 2mab 0c 48mad 與負(fù)載r的值有關(guān) b 例4 如圖所示 理想變壓器的原 副線圈匝數(shù)之比為n1 n2 4 1 原線圈回路中的電阻a與副線圈回路中的負(fù)載電阻b的阻值相等 b端加一交流電壓后 兩電阻消耗的電功率之比pa pb 兩電阻兩端的電壓之比ua ub 1 16 1 4 例5 2012 重慶高考 如圖所示 理想變壓器的原線圈接入u 11000sin100 t v 的交變電壓 副線圈通過電阻r 6 的導(dǎo)線對 220v880w 的電器rl供電 該電器正常工作 由此可知 a 原 副線圈的匝數(shù)比為50 1b 交變電壓的頻率為100hzc 副線圈中電流的有效值為4ad 變壓器的輸入功率為880w 解析 選c 因?yàn)橛秒娖髡９ぷ?可知電阻rl上的電壓是220v 電流4a c正確 副線圈電壓244v 所以原 副線圈匝數(shù)比 a錯誤 變壓器不改變交變電流的頻率 原線圈電壓頻率50hz 副線圈電壓頻率還是50hz b錯誤 變壓器輸入功率等于輸出功率 輸出功率大于880w 所以輸入功率也大于880w d錯誤 一 變壓器的構(gòu)造1 示意圖2 電路圖中符號3 構(gòu)造 1 鐵芯 2 原線圈 3 副線圈 二 變壓器的工作原理 1 互感現(xiàn)象 原 副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象2 能量轉(zhuǎn)化 電能 磁場能 電能3 理想變壓器 p入 p出 三 理想變壓器的變壓規(guī)律 四 理想變壓器的變流規(guī)律 僅有一個副線圈 1 一理想變壓器 原線圈匝數(shù)n1 1100 接在電壓220v的交流電源上 當(dāng)它對11只并聯(lián)的 36v60 的燈泡供電時 燈泡正常發(fā)光 由此可知副線圈的匝數(shù)n2 通過原線圈的電流i1 180 3a 2 將輸入電壓為220v 輸出電壓為6v的變壓器 改繞成輸出電壓為30v的變壓器 若副線圈原來的匝數(shù)為30匝 原線圈匝數(shù)不變 則副線圈應(yīng)增加的匝數(shù)是 a 150匝b 120匝c 130匝d 144匝 b 3 鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖 a 所示 圖 a 中電流表的讀數(shù)為1 2a 圖 b 中用同一電纜線繞了3匝 則 a 這種電流表能測直流電流 圖 b 的讀數(shù)為2 4ab 這種電流表能測交流電流 圖 b 的讀數(shù)為0 4ac 這種電流表能測交流電流 圖 b 的讀數(shù)為3 6ad 這種電流表既能測直流電流 又能測交流電流 圖 b 的讀數(shù)為3 6a c 圖 b a u增大 i增大 p1增大 c u減小 i減小 p1減小 d u不變 i減小 p1不變 b u不變 i減小 p1增大 4 如圖所示 理想變壓器的原線圈接高電壓 變壓后接用電器 線路電阻不計(jì) s原來閉合 且r1 r2 現(xiàn)將s斷開 那么交流電壓表的示數(shù)u 交流電流表的示數(shù)i和用電器上r1的功率p1的變化情況分別是 d 5 如圖所示 一理想變壓器原 副線圈的匝數(shù)比為n1 n2 3 1 有四只相同的燈泡連入電路中 若燈泡l2 l3 l4均能正常發(fā)光 則燈泡l1 a 也能正常發(fā)光b 較另三個燈暗些c 將會燒壞d 不能確定 a 6 2013 廣東高考 如圖 理想變壓器原 副線圈匝數(shù)比n1 n2 2 1 和均為理想電表 燈泡電阻rl 6 ab端電壓u1 12sin100 t v 下列說法正確的是 a 電流頻率為100hzb 的讀數(shù)為