遼寧省大連市高中物理 第5章 交變電流 5.4 變壓器課件 新人教版選修3-2.ppt

《遼寧省大連市高中物理 第5章 交變電流 5.4 變壓器課件 新人教版選修3-2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《遼寧省大連市高中物理 第5章 交變電流 5.4 變壓器課件 新人教版選修3-2.ppt（52頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、同學(xué)們知道平時(shí)我們使用的市電的電壓是多少嗎？而我們的隨身聽，手機(jī)充電器的額定工作電壓又是多少呢？,讓我們看看下面的這張表吧。,在實(shí)際使用中，我們常常需要不同電壓的交流電。如表所示：,可平常市電的電壓是220伏，而平常使用的電壓高低不一，那該怎么辦呢？,我們需要變壓器,這節(jié)課就讓我們來學(xué)習(xí)變壓器的相關(guān)知識(shí)吧！,第四節(jié)變壓器,（1）知識(shí)與技能了解變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理。掌握變壓器的變流比和變壓比。了解幾種常見的變壓器。,（2）過程與方法理解理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)關(guān)系，電流與匝數(shù)關(guān)系。通過體驗(yàn)使學(xué)生們了解變壓器在生活中的應(yīng)用。,（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀進(jìn)行科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法的教

2、育，了解理想化模型在物理學(xué)研究中的重要性。激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和熱情。在自主實(shí)驗(yàn)和逐步探究的學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)細(xì)心觀察、勤于思考和相互交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣和合作精神。,教學(xué)重、難點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)探究得到變壓器原副線圈電壓和匝數(shù)的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系的分析推導(dǎo)。,本節(jié)導(dǎo)航,1.變壓器的原理2.電壓與匝數(shù)的關(guān)系,1.變壓器的原理,結(jié)構(gòu),(1)鐵心鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成。心柱用來套裝繞組，鐵軛將心柱連接起來，使之形成閉合磁路。為減少鐵心損耗，鐵心用厚0.30-0.35mm的硅鋼片疊成，片上涂以絕緣漆，以避免片間短路。按照鐵心的結(jié)構(gòu)，變壓器可分為心式和殼式兩種。,心式變壓器,殼式變壓

3、器,（2）繞組定義：變壓器的電路部分，用紙包或紗包的絕緣扁線或圓線（銅或鋁）繞成。一次繞組:輸入電能的繞組。二次繞組:輸出電能的繞組。高壓繞組的匝數(shù)多,導(dǎo)線細(xì)；低壓繞組的匝數(shù)少，導(dǎo)線粗。從高,低壓繞組的相對(duì)位置來看,變壓器的繞組可分為同心式和交迭式。,同心式,結(jié)構(gòu)：同心式繞組的高、低壓繞組同心地套裝在心柱上。特點(diǎn)：同心式繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，國(guó)產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。,交迭式,,結(jié)構(gòu)：交迭式繞組的高、低壓繞組沿心柱高度方向互相交迭地放置。特點(diǎn)：交迭式繞組用于特種變壓器中。,（3）絕緣套管將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線對(duì)地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。（4）油箱油浸式變壓器的器身浸在變壓

4、器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻用的管子（散熱器或冷卻器）。此外，還有儲(chǔ)油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器。,其他部件,器身變壓器油散熱器分接開關(guān)繼電保護(hù)裝置等部件,,典型的油浸電力變壓器,原理,原線圈：變壓器是由鐵芯和繞在鐵芯上的線圈組成的。變壓器的一個(gè)線圈跟前一級(jí)電路連接，叫做原線圈，也叫初級(jí)線圈。副線圈：另一個(gè)線圈跟下一級(jí)電路連接，叫做副線圈，也叫次級(jí)線圈。閉合鐵芯:是由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成。防止渦流造成能量損失。,組成圖,電路圖中變壓器符號(hào),問題（1）:如果在原線圈上接上恒定電壓,副線圈有無(wú)電流。為什么?接交變電壓呢?問題（2）：原、副線圈并沒有

5、直接連接，為什么副線圈兩端的電壓表會(huì)有讀數(shù)？問題（3）：根據(jù)分析，原、副線圈即使不套在閉合鐵芯上，它們之間仍然存在電磁感應(yīng)關(guān)系，那么為什么說鐵芯是變壓器的必要組成部分？,解析（1）：無(wú)電流，因?yàn)楹愣妷寒a(chǎn)生的磁場(chǎng)不發(fā)生變化。當(dāng)接交變電壓時(shí)能夠產(chǎn)生。解析（2）：因?yàn)殡娏魍ㄟ^原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化。變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以盡管兩個(gè)線圈之間沒有導(dǎo)線連接，副線圈也能夠輸出電流。,解析（3）：沒有鐵芯但靠得很近的原、副線圈的確存在互感關(guān)系，但它傳輸電能的效率太差，因?yàn)榇蟛糠执鸥芯€都流失在線圈外，漏失的磁感線不會(huì)在原、副線圈之間起

6、傳輸電能作用。而鐵芯由于被磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯上，大大增強(qiáng)了變壓器傳輸電能的效率。,原、副線圈有共同的鐵芯，穿過它們的磁通量和磁通量的變化時(shí)刻都相同，由于原、副線圈中有交變電流而發(fā)生了互感現(xiàn)象，使電能可以通過交變磁場(chǎng)從原線圈到達(dá)副線圈。,歸納,變壓器電路,2.電壓與匝數(shù)的關(guān)系,閉合鐵芯實(shí)現(xiàn)了電能---磁場(chǎng)能---電能的轉(zhuǎn)換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉(zhuǎn)換過程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型------理想變壓器。,探究電壓器兩個(gè)線圈上的電壓關(guān)系,下面我們通過使用多用電表測(cè)量交流電壓來定量分析理想變壓器的變壓規(guī)律。,理想變壓器特

7、點(diǎn)：（1）變壓器鐵芯內(nèi)無(wú)漏磁。（2）原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻。理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比：,當(dāng)n2n1時(shí)，U2U1,當(dāng)n2

8、結(jié),（1）鐵心由心柱和鐵軛兩部分組成。（2）理想變壓器特點(diǎn)：變壓器鐵芯內(nèi)無(wú)漏磁。原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻。（3）變壓器原、副線圈兩端電壓之比等這兩個(gè)線圈的匝數(shù)比。,高考鏈接,,1.（08海南卷7題）如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為41原線圈接入一電壓為uU0sint的交流電源，副線圈接一個(gè)R27.5的負(fù)載電阻若U0220V，100Hz，則下述結(jié)論正確的是（）A.副線圈中電壓表的讀數(shù)為55VB.副線圈中輸出交流電的周期為110WC.原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5AD.原線圈中的輸入功率為1/100s,2.(07海南卷12題)某發(fā)電廠用2.2KV的電壓將電能輸出到遠(yuǎn)處的用戶，后改為用22KV的電壓，在既

9、有輸電線路上輸送同樣的電功率。前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為_____。要將2.2KV的電壓升高到22KV，若變壓器原線圈的匝數(shù)為180匝，則副線圈的匝數(shù)應(yīng)該是_____匝。,100,1800,3.(07廣東卷第7題)如圖所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比n1/n2=1/20,加在原線圈的電壓為u1=311sin100t（V），霓虹燈正常工作的電阻R=440k，I1、I2表示原、副線圈中的電流，下列判斷正確的是（）,,A.副線圈兩端電壓6220V，副線圈中的電流14.1mA。B.副線圈兩端電壓4400V，副線圈中的電流10.0m

10、A。C.I1I2,課堂練習(xí),1.在某交流電路中,有一正在工作的變壓器,原副線圈匝數(shù)分別為n1=600,n2=120,電源電壓U1=220V，原線圈中串聯(lián)一個(gè)0.2A的保險(xiǎn)絲,為了保證保險(xiǎn)絲不被燒壞,則()A.負(fù)載功率不超過44wB.副線圈電流最大值不能超過1AC.副線圈電流有效值不能超過1AD.副線圈電流有效值不能超過0.2A,AC,2.如圖所示，在圖甲中是兩根不平行的導(dǎo)軌，圖乙中是兩根平行的導(dǎo)軌，其它物理?xiàng)l件都相同，當(dāng)金屬棒MN在導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，在棒的運(yùn)動(dòng)過程中，將觀察到：（）A.兩個(gè)小電珠都發(fā)光，只是亮度不同B.兩個(gè)小電珠都不發(fā)光C.L2發(fā)光，L1不發(fā)光D.L1發(fā)光，L2不發(fā)光,D,

11、3.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為31，4個(gè)相同的好燈泡如圖接入電路，已知副線圈一側(cè)的3個(gè)燈泡均正常發(fā)光，則原線圈電路中串聯(lián)的燈泡L的情況是（）A.L將要燒毀B.L比另外3個(gè)燈要暗些C.L正常發(fā)光D.不知輸入電壓，無(wú)法判斷,C,教材習(xí)題答案,1.解答：恒定電流的電壓加在變壓器的原線圈上時(shí)，通過原線圈的電流是恒定電流，即電流的大小和方向不變。因此在副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈兩端也沒有電壓，所以變壓器不能改變恒定電流的電壓。2.解答：108匝3.解答：1600匝,4.解答：降壓變壓器的副線圈應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線。根據(jù)理想變壓器的輸出功率等于輸入功率即I1U1=I2U2，降壓變壓器的U2I1，即副線圈的電流大于原線圈的電流，所以，相比之下，副線圈應(yīng)用較粗的導(dǎo)線。,5.解答：假設(shè)理想變壓器的原線圈輸入的電壓U1一定，V1示數(shù)不變；當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R減小，副線圈電壓U2=n2U1/n1不變，V1示數(shù)不變；因?yàn)镽減小，所以，A2示數(shù)增大；因?yàn)槔硐胱儔浩鬏斎牍β实扔谳敵龉β?，有：P1=I1U1=P2=U2I2，U1、U2的值不變，I2增大，則I1增大，A1示數(shù)增大。,