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1、几种常见的变压器几种常见的变压器变压器变压器1、构造构造示意图示意图(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)原线圈原线圈(初级线圈初级线圈)其匝数用其匝数用n1表示表示 与交变电源相连与交变电源相连(3)副线圈副线圈(次级线圈次级线圈)其匝数用其匝数用n2表示表示 与负载相连与负载相连U2 原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯U1 n1n2一一.变压器的结构变压器的结构2 2、电路图中变压器符号、电路图中变压器符号问问1 1：副线圈和原线圈电路是否相通？：副线圈和原线圈电路是否相通？不相通不相通n1n2n1n2无铁芯无铁芯有铁芯有铁芯问问2:2
2、:给原线圈给原线圈接交变电压接交变电压U U1 1后，副线圈后，副线圈电压电压U U2 2是怎样产生的？是怎样产生的？原线圈原线圈接交流接交流 电电在铁芯中在铁芯中产生变化产生变化的磁通量的磁通量副线圈产副线圈产生感应电生感应电动势动势二二.变压器的工作原理变压器的工作原理 0et原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n2电能电能磁场能磁场能电能电能原、副线圈之间是通过交变磁场相互联系的，原、副线圈之间是通过交变磁场相互联系的，且穿过它们的磁通量变化率始终相等。且穿过它们的磁通量变化率始终相等。从能量的角度看，显然变压器不能产生电能，从能量的角度看，显然
3、变压器不能产生电能，只是通过交变磁场传输电能。只是通过交变磁场传输电能。说明说明问问3 3：为什么说：为什么说闭合闭合铁芯是变压器的必要组成部铁芯是变压器的必要组成部分？铁芯的作用是什么？分？铁芯的作用是什么？如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于铁会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。大大提高了变压器的效率。问问4:4:什么是理想
4、变压器什么是理想变压器?实际上变压器的效率都是比较高的，特实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到时效率可以达到97%99%97%99%，所以理论研究时我，所以理论研究时我们把它当成们把它当成100%100%（理想变压器）是没有问题的。（理想变压器）是没有问题的。（1 1）变压器铁芯内无漏磁（电能完全转化）变压器铁芯内无漏磁（电能完全转化）（2 2）原、副线圈不计内阻（线圈不发热）原、副线圈不计内阻（线圈不发热）-是物理学中又一种理想化模型是物理学中又一种理想化模型三、理想变压器的变压规律三、理想变压器的变
5、压规律原、副线圈中产生的感应电原、副线圈中产生的感应电动势分别是：动势分别是：E E1 1=n=n1 1/t tE E2 2=n=n2 2/t t若不考虑原副线圈的内阻有若不考虑原副线圈的内阻有 U U1 1=E=E1 1 U U2 2=E=E2 2 原原原原线线线线圈圈圈圈副副副副线线线线圈圈圈圈铁芯铁芯铁芯铁芯U1U2 n1n2 理想变压器原副线圈的端电压之比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等于这两个线圈的匝数之比1、n2 n1 U2U1升压变压器升压变压器3、n2 n1 U2 U1降压变压器降压变压器2、n2=n1 U2=U1等压变压器等压变压器1 1、理想变压器输
6、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=U2I2P出出=P入入也可写成也可写成:2 2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成、理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比反比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四四.理想变压器的变流规律理想变压器的变流规律12A12A棒做匀速向右、加速向右、减速向右过程中电棒做匀速向右、加速向右、减速向右过程中电流表的示数怎样？流表的示数怎样？思考思考:电流表有读数吗电流表有读数吗?为什么为什么?变压器的原变压器的原线圈如加的线圈如加的是干电池、是干电池、蓄电池或匀蓄电池或匀速切割的导速切割的导体棒时，
7、副体棒时，副线圈两端的线圈两端的电压为零。电压为零。例例1 1：关于变压器的构造和工作原理，以：关于变压器的构造和工作原理，以下说法正确的是下说法正确的是()()A.A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电为了减少磁场能的损失，有效地传送电能能.B.B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止将铁芯不用整块金属做成，是为了防止将原、副线圈短路，造成危险原、副线圈短路，造成危险.C.C.变压器不改变交流电的频率，只改变电变压器不改变交流电的频率，只改变电压压D.D.当原线圈接入大小不断变化的直流电时，当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副
8、线圈也有电压输出副线圈也有电压输出.ACD例例2.2.一台理想变压器原线圈匝数一台理想变压器原线圈匝数n n1 111001100匝，副线圈的匝数分别是匝，副线圈的匝数分别是n n2 2550550匝，匝，若通过副线圈中的电流分别为若通过副线圈中的电流分别为I I2 22A2A，求原线圈中的电流。求原线圈中的电流。例例3 3、理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈匝匝数数比比为为4 4：1 1，若若在在原原线线圈圈上上加加u=400 u=400 sin100tsin100t（V V）的的交交流流电电压压，则则在在副副线线圈圈两两端端的的电电压压表表测测得得的的电电压压为为：（）A A、100
9、V100 V；B B、100V100V；C C、1600 V D1600 V D、1600V1600VB B2.U2.U、I I、P P的决定关系的决定关系输出电压输出电压U U2 2由输入电压由输入电压U U1 1决定决定输入电流输入电流I I1 1由输出电流由输出电流I I2 2决定决定输入功率输入功率P P1 1由输出功率由输出功率P P2 2决定，用多少电决定，用多少电能就输入多少电能能就输入多少电能若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率也为零零，则输入电流为零，输入功率也为零3.3.负载发生变化引起变压器电压、电流变化
10、的负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法判断方法（1 1）先要由）先要由U U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2，判断，判断U U2 2变化情况变化情况（2 2）判断负载电阻变大或变小）判断负载电阻变大或变小（3 3）由欧姆定律确定副线圈中的电流）由欧姆定律确定副线圈中的电流I I2 2的变化的变化情况情况（4 4）最后由）最后由P P入入=P=P出出判断原线圈中电流判断原线圈中电流I I1 1的变的变化情况化情况课堂练习课堂练习【练习练习1】某理想变压器的副线圈有某理想变压器的副线圈有400匝，把匝，把原线圈接到原线圈接到220V的交流电路中，测得副线圈的的交流电路中，
11、测得副线圈的电压是电压是44V；（；（1）求原线圈的匝数；（）求原线圈的匝数；（2）若副）若副线圈接一个线圈接一个22的电阻，求原线圈的电流。的电阻，求原线圈的电流。【练习练习2】(多选多选)用理想变压器给负载用理想变压器给负载(所有负载所有负载都是并联的都是并联的)供电，下列措施哪些可以增大变压供电，下列措施哪些可以增大变压器的输入功率（器的输入功率（）A只增加原线圈的匝数只增加原线圈的匝数B只减少负载只减少负载C只增加负载只增加负载D只增加副线圈的匝数只增加副线圈的匝数【练习练习3】(多选，多选，2012 年广州二模年广州二模)如下图所示，如下图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比理想变压器
12、的原、副线圈匝数比 n1 n2 20 1.一个标有一个标有“10 V 100 W”的灯泡正常发光时（的灯泡正常发光时（）A输入功率输入功率 P1100 W B输入电压输入电压 U110 V C输入电流输入电流 I10.5 A D输出电流输出电流 I20.25 A【练习练习4】(多选，多选，2012 年肇庆二模年肇庆二模)如图如图 266 所示，理想变压器副线圈通过输电线接两所示，理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡个相同的灯泡 L1 和和 L2，输电线的等效电阻为，输电线的等效电阻为 R.开始时，开关开始时，开关 S 断开，当断开，当 S 闭合时，下列说闭合时，下列说法中正确的是（法中正
13、确的是（）A.副线圈两端电压减小副线圈两端电压减小B.灯泡灯泡L1更亮更亮C.原线圈中电流增大原线圈中电流增大D.变压器的输入功率增大变压器的输入功率增大1、如图所示，理想变压器原线圈、如图所示，理想变压器原线圈接到接到 220V 的交流电源上，副线圈的交流电源上，副线圈的匝数为的匝数为 30，与一标，与一标有有“12 V 12W”的灯泡连接，灯泡正常发光副的灯泡连接，灯泡正常发光副线圈线圈的输出电压为的输出电压为 110 V，电流为，电流为 0.4 A求：求：(1)副线圈副线圈的匝数的匝数 (2)原线圈原线圈的匝数以及通过原线圈的电流的匝数以及通过原线圈的电流3、图中，降压变压器的变压系数是
14、、图中，降压变压器的变压系数是 3，即初级，即初级线圈与次级线圈的匝数之比是线圈与次级线圈的匝数之比是 3.初级线圈的输初级线圈的输入电压是入电压是660 V，次级线圈的电阻为，次级线圈的电阻为 0.2，这，这台变压器供给台变压器供给 100 盏盏“220V 60 W”的电灯用电求：的电灯用电求：(1)空载时次级线圈的路端电压和输出功率空载时次级线圈的路端电压和输出功率 (2)接通时次级线圈的路端电压接通时次级线圈的路端电压 (3)每盏灯的实际功率每盏灯的实际功率1.自耦变压器：如下图所示，只有一个线圈，自耦变压器：如下图所示，只有一个线圈，甲为自耦降压变压器，乙为自耦升压变压甲为自耦降压变压
15、器，乙为自耦升压变压器；器；2调压变压器：调压变压器：属于自耦变压器，属于自耦变压器，但电压可连续调节但电压可连续调节常见的变压器常见的变压器3.互感器：它可以把不能直接测量的高电压、互感器：它可以把不能直接测量的高电压、大电流变换成低电压、小电流进行测量。大电流变换成低电压、小电流进行测量。电压互感器：把高电压变成低电压，并联在电电压互感器：把高电压变成低电压，并联在电路中，如下图甲所示路中，如下图甲所示电流互感器：把大电流变成小电流，串联在电电流互感器：把大电流变成小电流，串联在电路中，如下图乙所示路中，如下图乙所示1803 A例例5.5.一理想变压器，原线圈匝数一理想变压器，原线圈匝数n
16、 n1 1=1100=1100，接，接在电压在电压220V220V的交流电源上，当它对的交流电源上，当它对1111只并联只并联的的“36V36V，60w60w”的灯泡供电时，灯泡正常发的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知光。由此可知(1)(1)副线圈的匝数副线圈的匝数n n2 2=_=_，(2)(2)输入功率输入功率P P1 1=,(3)(3)通过原线圈的电流通过原线圈的电流 I I1 1=_=_。6600W例例6 6、如图，理想变压器的次级串、如图，理想变压器的次级串3 3只灯泡，初只灯泡，初级串级串1 1只灯泡，四只灯泡型号相同，若四只都正只灯泡，四只灯泡型号相同，若四只都正常发光，变压器
17、的匝数比为常发光，变压器的匝数比为 。n1n2AB3UU1：1例例7、如图是一个理想变压器的电路图，若、如图是一个理想变压器的电路图，若A、B两点接交流电压两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为发光，则原、副线圈的匝数比为（）A.5 1 B.1 5 C.4 1 D.1 4n1n2UAB解解：设灯泡正常发光的电流为：设灯泡正常发光的电流为I I，则原、副线圈的电流分别为则原、副线圈的电流分别为I I和和4I4I，如图示。，如图示。I4I所以原、副线圈的匝数比为所以原、副线圈的匝数比为 4 4 1 1C五、补充五、补充1.1.一个原线圈多个副线
18、圈的理想变压器的电压、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系电流关系（1 1）电压关系）电压关系（2 2）电流关系）电流关系根据根据P P入入=P=P出出，I I1 1U U1 1=I=I2 2U U2 2+I+I3 3U U3 3I I1 1n n1 1=I=I2 2n n2 2+I+I3 3n n3 3AVR1R2SA A.U.U 增大、增大、I I 增大、增大、P PR R1 1 增大增大C C.U.U 减小、减小、I I 减小、减小、P PR1 R1 减小减小D D.U.U 不变、不变、I I 减小、减小、P PR1 R1 不变不变B B.U.U 不变、不变、I I 减小、减
19、小、P PR1R1 增大增大例例1010、如图所示：理想变压器的原线圈接高如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S S原原来闭合，且来闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么交流电压断开，那么交流电压表的示数表的示数U U、交流电流表的示数、交流电流表的示数I I 和用电器上和用电器上R R1 1的功率的功率P PR R1 1将分别将分别（）D D 思考：变压器输入输思考：变压器输入输出电压、电流、功率大出电压、电流、功率大小之间的因果关系小之间的因果关系 是怎是怎样的？样的？例例11.（多多选选）如如图图所
20、所示示，有有一一理理想想变变压压器器，原原线线圈圈匝匝数数为为n1，两两个个副副线线圈圈的的匝匝数数分分别别为为n2和和n3，原原副副线线圈圈的的电电压压分分别别为为U1、U2、U3，电电流流分分别别为为I1、I2、I3，两两个个副副线线圈圈负负载载电电阻阻的的阻阻值值未知，下列结论中，正确的是：未知，下列结论中，正确的是：()(A)U1：U2n1：n2，U2：U3=n2：n3 (B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1 (C)n1I1=n2I2n3I3 (D)I1U1=I2U2I3U3A C D例例1212：如图所示，理想变压器的三个线圈的匝数：如图所示，理想变压器的三个线圈的匝数
21、之比为之比为n n1 1nn2 2nn3 3=1051=1051，其中，其中n n1 1作为原线作为原线圈接到圈接到220V220V交流电源上，两个副线圈分别与交流电源上，两个副线圈分别与R R2 2和和R R3 3组成闭合回路，已知通过组成闭合回路，已知通过R R3 3的电流的电流I I3 3=2A=2A，电阻电阻R R2 2=110=110欧，则通过欧，则通过R R2 2的电流是多少？原线的电流是多少？原线圈中的电流是多少？圈中的电流是多少？AVR1R2SA A.U.U 增大、增大、I I 增大、增大、P P1 1 增大增大C C.U.U 减小、减小、I I 减小、减小、P P1 1 减小
22、减小D D.U.U 不变、不变、I I 减小、减小、P P1 1 不变不变B B.U.U 不变、不变、I I 减小、减小、P P1 1 增大增大例例1313、如图所示：理想变压器的原线圈接高如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S S原原来闭合，且来闭合，且R R1 1=R=R2 2，现将现将S S断开，那么交流电断开，那么交流电压表的示数压表的示数U U、交流电流表的示数、交流电流表的示数I I 和用电器和用电器上上R R1 1的功率的功率P P1 1将分别是：将分别是：D D一、远距离输电的原因一、远距离输电的原因远距离远距
23、离能源丰富能源丰富有利开发有利开发能源缺乏能源缺乏用电量大用电量大电站站址电站站址用户（负载）用户（负载）n4U4n1U1R线线n2U2n3U31.主主要要问问题题:输输电电导导线线有有能能量量损损失失2 2、解决办法：、解决办法：(输送功率不变的情况下输送功率不变的情况下)B B、减小电阻、减小电阻P损损=I线线2R线线P损损=I2R=P输输U输输2LS二二.远距离输电的问题和解决办法远距离输电的问题和解决办法A A、提高输送电压、提高输送电压三、远距离输送电电路图三、远距离输送电电路图升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器n4U4n1U1R线线n2U2n3U3发电发电厂厂用户用户四、输送
24、功率、输送电压与用户所得功率四、输送功率、输送电压与用户所得功率间的关系间的关系 设设输输送送功功率率为为P P输输，输输送送电电压压为为U U1 1，输输电电线线路路总总电电阻阻R R，线路损耗功率为线路损耗功率为P P损损，用户所得功率为，用户所得功率为P P用用升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器n4U4n1U1R线线n2U2n3U3P输输=P损损+P用用U2=U损损+U3例例1 1、发电机的输出功率为发电机的输出功率为100kW100kW，输出电压是，输出电压是250V250V，输电线电阻是，输电线电阻是1010，若输电线中因发热而损失的，若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的功
25、率为输送功率的4 4,用户得到电压为用户得到电压为220V.220V.求：求：（1 1）画出输电线路的示意图；）画出输电线路的示意图；（2 2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比；圈的匝数比；（3 3）用户得到的电功率。）用户得到的电功率。发发电电机机用用电电设设备备五、简单输电线路怎样计算？五、简单输电线路怎样计算？例例2.2.发电厂输出的交流电压为发电厂输出的交流电压为2.22.2万伏万伏,输送功率输送功率为为2.22.210106 6瓦瓦,现在用户处安装一降压变压器现在用户处安装一降压变压器,用户的电压为用户的电压为220220伏伏,
26、发电厂到变压器间的输电发电厂到变压器间的输电导线总电阻为导线总电阻为2222欧欧,求求:(1):(1)输电导线上损失的电输电导线上损失的电功率功率;(2);(2)变压器原副线圈匝数之比。变压器原副线圈匝数之比。例例3.由发电站由发电站F向远处负载向远处负载A输电，输出输电，输出功率功率P200kW，已知输电导线总电阻，已知输电导线总电阻R=5欧，当发电端用欧，当发电端用U111KV的电压输的电压输电时，输电线上的电压损失为多少？功电时，输电线上的电压损失为多少？功率损失和效率是多少？能否采用率损失和效率是多少？能否采用400V低低压输电？压输电？例例4.用用1万伏高压输送万伏高压输送100千瓦
27、的电功率，千瓦的电功率，在输电线上损失在输电线上损失2%的电功率，则输电线的电功率，则输电线的电阻是的电阻是_欧姆，如果把输送欧姆，如果把输送电压降低一半，则输电线上损失功率将占电压降低一半，则输电线上损失功率将占输送功率的输送功率的_%。如图是发电厂发出的电经过一台升压器变压进行高压如图是发电厂发出的电经过一台升压器变压进行高压输电后，再经过一台降压变压器降压送入一居民小区输电后，再经过一台降压变压器降压送入一居民小区的示意图，已知发电机的功率为的示意图，已知发电机的功率为P P4 410103 3KWKW，电压，电压U U400V400V，高压输电线上电阻，高压输电线上电阻r r1010欧，欲使高压输电线欧，欲使高压输电线路上损失的电能控制在路上损失的电能控制在1010，则升压变压器和降压变，则升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各是多少才能使多少盏压器原、副线圈的匝数比各是多少才能使多少盏“200V200V，100W100W”的电灯正常发光？的电灯正常发光？