第三節(jié)變壓器第三章

交變電流

1.認(rèn)識變壓器

高壓輸電：U>100

KV

家庭用電：U

=

220

V

手機(jī)充電：U=

5

V

可拆式變壓器變壓器改變交流電壓的裝置1.認(rèn)識變壓器閉合鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成原線圈(初級線圈)：接交流電源副線圈(次級線圈)：接用電器（負(fù)載）變壓器副線圈原線圈U2

Rn1n2變壓器原理圖U1n1n2變壓器的符號1.認(rèn)識變壓器

變壓器的基本原理：利用原線圈和副線圈之間的互感現(xiàn)象原線圈接交變電流原線圈中產(chǎn)生交變磁場副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢鐵芯構(gòu)成磁回路U2

RU1n1n21.認(rèn)識變壓器鐵芯作用磁感線經(jīng)過鐵芯構(gòu)成磁回路,

使整個磁路的磁場強(qiáng)度達(dá)到最大1.認(rèn)識變壓器

U2

RU1n1n2漏損：漏磁損失能量鐵損：

渦流現(xiàn)象發(fā)熱銅損：線圈電阻發(fā)熱能量損耗主要理想變壓器磁通量全部集中在鐵心內(nèi)原線圈電能副線圈電能磁場能線圈電阻不計：2.一原一副理想變壓器設(shè)穿過理想變壓器原線圈磁通量為Φ1，穿過副線圈磁通量為Φ2。理想變壓器，不考慮原副線圈的內(nèi)阻，則：n2

>n1

U2>U1

──升壓變壓器n2

<n1U2

<U1

──

降壓變壓器U2

RU1n1n2一原一副理想變壓器2.一原一副理想變壓器

（2）功率制約（能量守恒，輸出功率P2決定輸入功率P1）：（1）電壓制約（

相同，輸入電壓U1決定輸出電壓U2）：（3）電流制約（能量守恒，輸出電流I2決定輸入電流I1）：（4）頻率制約（不改變頻率）：U2

RU1n1n2一原一副理想變壓器2.一原一副理想變壓器【例1】一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝11∶5，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個R=10Ω的電阻，則(1)變壓器的輸出電壓表達(dá)式(2)交流電壓表的示數(shù)

(3)交流電流表的示數(shù)(5)變壓器的輸入功率2.一原一副理想變壓器

輸入電壓U1和輸出電壓U2分別對應(yīng)原線圈和副線圈兩端的電壓；輸入電壓I1和輸出電流I2分別對應(yīng)流過原線圈和副線圈的電流。原線圈有負(fù)載原線圈無負(fù)載2.一原一副理想變壓器

【例2】如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，求∶（1）副線圈回路中電阻兩端的電壓;（2）原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比。2.一原一副理想變壓器【例3，多選】如圖所示的理想變壓器，其輸入端接在

的交流電源上，原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=2：1，R0為電阻箱，副線圈中的電阻R=10Ω，電表均為理想電表。下列說法正確的是A．當(dāng)R0=0Ω時，電壓表的讀數(shù)為100V B．當(dāng)R0=0Ω時，電流表的讀數(shù)為5AC．當(dāng)R0=10Ω時，電流表的讀數(shù)為4A D．當(dāng)R0=10Ω時，電壓表的讀數(shù)為100VBC2.一原一副理想變壓器理想變壓器的等效電阻法條件：原線圈中串聯(lián)電阻的理想變壓器方法：等效電壓關(guān)系：電流關(guān)系：2.一原一副理想變壓器【例3】(2016·全國卷Ⅰ)一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻的阻值分別為R1=3Ω、R2=1Ω和R3=4Ω，電流表為理想電表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定.當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為A.2 B.3 C.4 D.5B2.一原一副理想變壓器12月30日星期四物理作業(yè)（變壓器第1課時）作業(yè)范圍：《三維設(shè)計》P91-93全部、P95-96全部

P97-創(chuàng)新思維2、3

《課時跟蹤檢測》P167-4、5、6P168-12上交時間：晚修結(jié)束后上交（只收三維設(shè)計）3.動態(tài)分析【問題2】如圖所示，若給原線圈接恒定電壓U1，原副線匝數(shù)比不變，則（1）副線圈不接負(fù)載，U2=0？（2）改變負(fù)載總阻值R，U2會改變？（3）若副線圈不接負(fù)載，I1=0?P1=0？

（4）改變負(fù)載總阻值R，I1和P1會改變？動態(tài)問題的分析思路決定決定決定決定3.動態(tài)分析

【例3】如圖所示，理想變壓器電路原線圈匝數(shù)可調(diào)，調(diào)節(jié)觸頭為S1，副線圈電路中光敏電阻r的阻值隨光照增強(qiáng)而減小，滑動變阻器R與燈泡L并聯(lián)在電路中，電表均為理想表，負(fù)載變化時理想變壓器的輸入電壓不會有大波動，則(1)若僅增強(qiáng)照射光敏電阻r的光強(qiáng)，各電表示數(shù)和燈泡亮度如何變化；決定決定決定決定3.動態(tài)分析

【例3】如圖所示，理想變壓器電路原線圈匝數(shù)可調(diào)，調(diào)節(jié)觸頭為S1，副線圈電路中光敏電阻r的阻值隨光照增強(qiáng)而減小，滑動變阻器R與燈泡L并聯(lián)在電路中，電表均為理想表，負(fù)載變化時理想變壓器的輸入電壓不會有大波動，則(2)若滑片P向下滑，各電表示數(shù)和燈泡亮度如何變化；決定決定決定決定3.動態(tài)分析

【例3】如圖所示，理想變壓器電路原線圈匝數(shù)可調(diào)，調(diào)節(jié)觸頭為S1，副線圈電路中光敏電阻r的阻值隨光照增強(qiáng)而減小，滑動變阻器R與燈泡L并聯(lián)在電路中，電表均為理想表，負(fù)載變化時理想變壓器的輸入電壓不會有大波動，則(3)若觸頭S1向下滑，各電表示數(shù)和燈泡亮度如何變化；決定決定決定決定3.動態(tài)分析

【例3】如圖所示，理想變壓器電路原線圈匝數(shù)可調(diào)，調(diào)節(jié)觸頭為S1，副線圈電路中光敏電阻r的阻值隨光照增強(qiáng)而減小，滑動變阻器R與燈泡L并聯(lián)在電路中，電表均為理想表，負(fù)載變化時理想變壓器的輸入電壓不會有大波動，則(4)若斷開開關(guān)S2，各電表示數(shù)如何變化；決定決定決定決定4.一原二副變壓器I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

“一原兩副”的理想變壓器由

P入

=P出

得原線圈電能全部轉(zhuǎn)化為兩副線圈電能4.一原二副變壓器I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

I1I2n1n2U1U2

“一原一副”的理想變壓器“一原二副”的理想變壓器功率制約：P入=

P出電壓制約：一原一副:

電流制約一原多副:輸出功率決定輸入功率輸入電壓決定輸出電壓即：即:4.一原二副變壓器

【例4—課本P79】如圖所示是一理想變壓器示意圖.原線圈n1=1100匝，其中一副線圈

n2=500匝，兩端接阻值R=250Ω的電阻；另一副線圈n3=150匝，兩端接有額定值為"30V15W"的燈泡L.原線圈接入交變電壓后，燈泡L恰能正常發(fā)光.求電阻R的電功率和原線圈中的電流.4.自耦變壓器如圖所示是自耦變壓器的示意圖，其特點是鐵芯上只繞有一個線圈。（1）把整個線圈作原線圈，副線圈取線圈的一部分，就可以降低電壓；（2）把線圈的一部分作原線圈，整個線圈作副線圈，就可以升高電壓。U2U1ABP自耦變壓器U1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器4.自耦變壓器

【例5—三維設(shè)計P101】一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中A.U2>U1，U2降低B.U2>U1，U2升高C.U2<U1，U2降低D.U2<U1，U2升高U1～MNcabdU2～C5.互感器

【問題3】如何用交流電壓表間接地測量出高壓電的電壓值？如何用交流電流表間接地測量出大電流電路中的電流值？電流互感器地線火線

An2n1I2I1串聯(lián)接地V地線火線n2n1U1U2電壓互感器并聯(lián)接地5.互感器

電流互感器地線火線

An2n1I2I1串聯(lián)接地5.互感器【例6—三維設(shè)計P101】如圖所示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100