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1、第五章第五章 交变电流交变电流 第四节第四节4 4 变压器变压器用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V扫描仪扫描仪12V防身器防身器3000V手机充电器手机充电器4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管12万伏万伏录音机录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管34万伏万伏 在在需改变电压，以适应各种不同电压的需要。需改变电压，以适应各种不同电压的需要。变压器变压器变压器变压器就是就是改变改变交流交流电压电压的设备的设备 U1U2 n1n2原原线线圈圈副副线线圈圈铁铁芯芯构造：
2、构造：（1）闭合铁芯）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）原线圈（初级线圈） 其匝数用其匝数用n1表示表示（3）副线圈（次级线圈）副线圈（次级线圈） 其匝数用其匝数用n2表示表示（4）输入电压：）输入电压：U1; 输出电压：输出电压：U2.一、变压器的原理一、变压器的原理 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能电能 磁场能磁场能 电能转化电能转化(U1、I1) (变化的磁场变化的磁场) ( U2、I2)=0思考：思考：若给原线圈接直流电压若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压副线圈电压U2?一、变压器的原理
3、一、变压器的原理-互感现象互感现象关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是A通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈例例1 1通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副原线圈中的电能转
4、化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起线圈通过磁场联系在一起二、变压器的规律二、变压器的规律实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系 实验结论实验结论误差允许范围内误差允许范围内2121nnUU 思考：思考： 1 1、实际的、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？耗呢？ 2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？理想变压器理想变压器无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损I1I2n1n2U1U
5、2若不考虑原副线圈的内阻若不考虑原副线圈的内阻则：则：U1/U2= n1/n2即理想变压器原副即理想变压器原副线圈的端电压之比线圈的端电压之比等于这两个线圈的等于这两个线圈的匝数之比匝数之比n2 n1 U2U1 -升压变压器升压变压器n2 n1 U2 U1 -降压变压器降压变压器如图所示，一输入电压为如图所示，一输入电压为220 V、输出电压为、输出电压为36 V的变压的变压器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线匝线圈，然后将原线圈接到圈，然后将原
6、线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈交流电源上，测得新绕线圈 的端电压为的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为原、副线圈匝数分别为()A1 100,360 B1 100,180C2 200,180 D2 200,360例例2 2由由U1 U2 U3n1 n2 n3可得可得n1n3U1/U31 100匝，匝，n2n1U2/U1180匝匝1.理想变压器输出功率应等于输入功率理想变压器输出功率应等于输入功率即即: U1I1=U2I2I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1P出出= P入入三、电流与匝数的关系三、电
7、流与匝数的关系2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比I 1/ I 2= n2 / n1此公式只适用于一个副线圈的变压器此公式只适用于一个副线圈的变压器如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为副线圈匝数分别为n1600，n2120，电源电压，电源电压U1220 V，原线圈中串联一个，原线圈中串联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则烧毁，则()A负载功率不能超过负载功率不能超过44 WB副线圈电流最大值不能副线圈电流最大值不能超过超
8、过1 AC副线圈电流有效值不能副线圈电流有效值不能超过超过1 AD副线圈电流有效值不能副线圈电流有效值不能超过超过0.2 A例例3 31.1.自耦变压器自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器 自耦变压器的原副线自耦变压器的原副线圈共用一个线圈圈共用一个线圈四、几种常用变压器四、几种常用变压器2.2.互感器互感器 A电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器V 使用时把原线圈与电路使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副并联，原线圈匝数多于副线圈匝数线圈匝数 使用时把原线圈与电使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少路串联，原线圈匝数少于副
9、线圈匝数于副线圈匝数为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图所示，两变压器匝数分别为其接线如图所示，两变压器匝数分别为n1、n2和和n3、n4，a和和b是交流电表，则是交流电表，则()An1n2Bn3n4Ca为交流电流表，为交流电流表，b为交流电压表为交流电压表Da为交流电压表，为交流电压表，b为交流电流表为交流电流表例例4 4一、变压器的构造一、变压器的构造 1 1示意图示意图 2 2符号符号二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理： 1 1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器：、理想变压器：三、理想变压器的变压、变流规律：三、理想变压器的变压、变流规律：2121nnUU1221nnIIP入入P出出课堂小结课堂小结