1、4.2 變壓器,在我們使用的各種用電器中，所需的電源電壓各不相同，而日常照明電路的電壓是220V，那么如何解決這一問題呢？,生活中需要各種電壓,需改變電壓，以適應(yīng)各種不同電壓的需要。,變壓器,變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備,送電過程,在輸電過程中，電壓必須進(jìn)行調(diào)整。,形形色色的變壓器,城鄉(xiāng)變壓器,各式變壓器,可拆式變壓器,變電站的大型變壓器,觀察變壓器結(jié)構(gòu),一、變壓器的構(gòu)造,鐵芯,原線圈,副線圈,1.構(gòu)造：,（1）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成）,（2）原線圈（初級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n1表示,（3）副線圈（次級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n2表示,（4）輸入電壓：U1; 輸出電壓：U2.,2.示意圖,3.電路

2、圖中符號(hào),鐵芯與線圈互相絕緣,問題：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？,變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？,鐵芯與線圈互相絕緣,思考與討論,把兩個(gè)沒有導(dǎo)線相連的線圈套在同一個(gè)閉合鐵芯上，一個(gè)線圈連到交流電源的兩端，另一個(gè)線圈連到小燈泡上。小燈泡可能發(fā)光嗎？說出你的道理。,二、變壓器的工作原理,-互感現(xiàn)象,變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場能（變化的磁場）再到電能（ U2、I2）轉(zhuǎn)化。,原線圈,副線圈,鐵芯,互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象。,若給原線圈接直流電壓，U副線圈電壓U2 ？,故變壓器只

3、有工作在交流電路中。（原線圈接的電流、電壓要變，才會(huì)有互感現(xiàn)象，變壓器才可以起到變壓作用。） 因?yàn)樵本€圈共用一個(gè)閉合鐵芯，所 以原副線圈中的磁通量，磁通量的變 化量 、磁通量的變化率都相同。,閉合鐵芯實(shí)現(xiàn)了電能-磁場能-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。,下面我們定量分析理想變壓器的變壓規(guī)律。,無磁損,無銅損,無鐵損,理想變壓器的特點(diǎn)：,理想變壓器模型,沒有能量損失的變壓器,實(shí)際上變壓器的效率都是比較高的，特別是電力設(shè)備中的巨大變壓器，在滿負(fù)荷工作時(shí)效率可以達(dá)到97%99%，所

4、以理論研究時(shí)我們把它當(dāng)成100%（理想變壓器）是沒有問題的。,請(qǐng)根據(jù)互感原理推導(dǎo)變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。,三、變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系,四、理想變壓器的變化規(guī)律,原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢分別是：,E1=n1/ t,E2=n2/ t,E1/n1= E2/n2,原線圈回路有：,U1 E1=I1r1 0,則U1=E1,副線圈回路有：,E2=U2 +I2r2 U2,則U2=E2,若不考慮原副線圈的內(nèi)阻， 則U1=E1；U2=E2 則：U1/U2= n1/n2,1、電壓變化規(guī)律,1、n2 n1 U2U1升壓變壓器,2、n2 n1 U2 U1降壓變壓器 注：此公式無論副線圈一端是空載還是有負(fù)

5、載，都是適用的。,理想變壓器原副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比,理想變壓器輸入功率等于輸出功率,即:,U1I1=U2I2,P入= P出,理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比,此公式只適用于一個(gè)副線圈的變壓器,2、電流變化規(guī)律,即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀) 1對(duì)理想變壓器，下列說法中正確的是() A原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大 B原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大而增大 C原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零,AB,U1,3、輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關(guān)系,（1）.輸入功率P1由輸出功率P2決定；,P1P2,（2）.U1由電源決定；,（3）.U2由U1和匝數(shù)比決定；,U2n2/n1U1,（4）.I2由U2和負(fù)載決定；,I2U2R,（5）.I1由I2和匝數(shù)比決定；,I1n2/n1I2,功率關(guān)系 理想變壓器不計(jì)銅損、鐵損及漏磁，所以輸入功率等于輸出功率當(dāng)副線圈為斷路時(shí)，原線圈輸入功率為零對(duì)有多個(gè)副線圈輸出時(shí)，輸入功率等于副線圈上輸出功率之和 頻率關(guān)系 變壓器不能改變交變電流的頻率 在原線圈中接上周期性變化的電流在副線圈中激發(fā)出同頻率的交流電,學(xué)以致用，知識(shí)延伸,思考：交流電壓表有一定的量度范圍，它的絕緣能力也有限，不能直接測量過高的電