1、第四章 远距离输电 学案2 变压器 照明灯电压-220伏机床上照明灯-36伏半导体收音机电源电压不超过10伏大型发电机交流电压-几万伏远距离输电-几十万伏电视机显像管却需要10000V以上电压交流便于改变电压，以适应各种不同的需要变压器就是改变交流电压的设备几种常见的变压器 U1U2 n1n2原线圈副线圈铁芯构造：（1）闭合铁芯（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示（4）输入电压：U1;输出电压：U2.一、变压器的结构 电路图中符号n1n2问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U
2、1后，副线圈电压U2是怎样产生的？铁芯与线圈互相绝缘U1U2 n1n2二、变压器的工作原理变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（U2、I2）转化。原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2互感现象：在原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象。二、变压器的工作原理-互感现象理想变压器 无磁损无铜损无铁损二、变压器的工作原理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B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D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈1 通有正弦交变电流
3、的原线圈产生的磁场是变化的由互感现象知C正确理想变压器无漏磁原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起三、科学探究变压器电压与匝数的关系 实验结论：原副线圈两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。次数12345U1U2V1V2研究原副线圈两端电压关系的实验三、科学探究变压器电压与匝数的关系 I1I2n1n2U1U2若不考虑原副线圈的内阻则：U1/U2=n1/n2三、科学探究变压器电压与匝数的关系 即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n2 n1 U2U1 -升压变压器n2 n1 U2 U1 -降压变压器问题：原副线圈的电流可能满足何规律？1.理想变压器输出
4、功率应等于输入功率即:U1I1=U2I2I 1/I 2=U2/U1=n2/n1P出=P入三、科学探究变压器电压与匝数的关系 2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比I 1/I 2=n2/n1此公式只适用于一个副线圈的变压器如图所示，一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压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5匝线圈，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈 的端电压为1 V，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()A1 100,360 B1 100,180C2 200,180 D2 200,3602
5、 由U1U2U3n1n2n3可得n1n3U1/U31 100匝，n2n1U2/U1180匝U1I1I2n1n2 U2R1.输入功率P1由输出功率P2决定；P1P22.U1由电源决定；3.U2由U1和匝数比决定；U2n2/n1U14.I2由U2和负载决定；I2U2R5.I1由I2和匝数比决定；I1n2/n1I2三、科学探究变压器电压与匝数的关系 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n1600，n2120，电源电压U1220 V，原线圈中串联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()A负载功率不能超过44 WB副线圈电流最大值不能超过1 AC副线圈电流有效
6、值不能超过1 AD副线圈电流有效值不能超过0.2 A由P入P出可知P入U1I144 W又由U1/U2n1/n2得U244 V，故I2不能大于1 A，负载功率不超44 W.3 用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则()A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式0.05sin(100t/2)AP 入P 出UI110 V0.05 A2 3.9 W最大值是 1102 An1:n2=U1:U2=2：1i0.05sin(100t)A4 问题：有没有只用一组线圈来实现
7、变压的变压器？四、几种常用变压器1.自耦变压器 U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器自耦变压器的原副线圈共用一个线圈四、几种常用变压器2.互感器 A电流互感器电压互感器V使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数四、几种常用变压器四、几种常用变压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5519所示，两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表，则()An1n2Bn3n4Ca为交流电流表，b为交流电压表Da为交流电压表，b为交流电流表左图是电压互感器，a为交流电压表，把高电
8、压经过变压器降压后测量，所以n1n2右图为电流互感器，b为交流电流表把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n3n45 1.理想变压器在正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是()A每匝线圈中磁通量的变化率B交变电流的频率C原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势U1U2n1n22如图所示，为一理想变压器，原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是()A120 V,0.10 A B240 V,0.025 AC120 V,0.05 A D240
9、V,0.05 A由U1：U2n1:n2得，U1240VP1P26W212W又P1U1I1可得I1 0.05A3.如图所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为 12，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W，原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则()AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 2 V，I0.2 ADU110 2 V，I0.2 2 AI2P/U20.1 A由U1U2n1n2得U1110 V又I1I2n2n1得I10.2 A4.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图所示，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得ab接MN、cd接PQ，IabIcd1.变压器的结构和工作原理 2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律 3.理想变压器的变压和变流规律