5.4《变压器》PPT课件(共38页)

5.4《变压器》

用电器 随身听 扫描仪 手机充电 器 录音机

额定工作电压 3V 12V 4.2V 4.4V 5.3V 6V 9V 12V

用电器 机床上的照明灯 防身器

额定工作电压 36V 3000V

黑白电视机显像管 几万伏 彩色电视机显像管 十几万伏

但我们国家民用统一供电均为220V,那么如何 使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的 呢？

几种常见的变压器

一、变压器的构造 1.示意图原 线 圈

2.构造： (1)闭合铁芯 (绝缘 铁 硅钢片叠合而成)芯n2 U2 ∽

∽ U1

n1

(2)原线圈(初级线 副 圈):其匝数用n1表示线 圈

(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.

3.电路图中符号n1

n2

∽ U1

n1

n2

U2 ∽

铁芯与线圈互相绝缘 变压器原副线圈不相通，那么在给原线 圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎 样产生的？

问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？

二、变压器的工作原理 ------互感现象 变压器通过闭合铁 U 芯，利用互感现象实 ∽ U n n 现了电能(U1、I1) 到磁场能(变化的磁 原 副 场)再到电能( U2、 线 线 铁芯 I2)转化。 圈 圈1

1

2

2

∽

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。 若给原线圈接直流电压，U副线圈电压U2 ?

闭合铁芯实现了电能---磁场能---电能的转换， 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝 大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失 很小，为了便于研究，物理学中引入了一种 理想化模型------理想变压器。 理 想 变 压 器 无磁损 无铁损 无铜损 下面我们定 量分析理想 变压器的变 压规律。

研究原副线圈两端电压关系的实验 1 2 3 4 次数 U1 U2

5

实验结论：

V1

V2

原副线圈两端电压之比等于 这两个线圈的匝数比。

三、理想变压器的变压规律 原、副线圈中产生的感应 电动势分别是： E1=n1 / t E2=n2 / t 原线圈回路有：U1 E1=I1r1≈ 0

I1

I2 n2 U2

U1 n1

E1/n1= E2/n2

则U1=E1则U2=E2

E2=U2 +I2r2 ≈U2 副线圈回路有：

若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1;U2=E2 则：U1/U2= n1/n2

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 U1/U2= n1/n2

n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器 n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器

四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: P出= P入 U1I1=U2I2

I 1/ I 2= U2 / U1= n2 / n1

2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝 数成反比 I /I =n /n1 2 2 1

此公式只适用于一个副线圈的变压器变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的 电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈 匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导 线绕

制。 这也是判定高压线圈和低压线 圈的一种方法。

输入输出电压、电流、功率大小之间的因 果关系 P = P 1 2 1.输入功率P1由输出功率P2决定； 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定；U2=n2/n1· U1 4.I2由U2和负载决定； I2=U2/R5.I1由I2和匝数比决定； I1=n2/n1· I2

I1 n1

I2 n 2U 2 R

U1

【例1】理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2= 4:1,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线 运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA, 则电流表A2的示数为————( ) A.3mA B.0 C.48mA D.与负载R 的值有关解析：变压器只能工作于交流电路， 不能工作在恒定电流和恒定电压的电 路，导体棒向左匀速切割磁感线时， 在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引 起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈 n2上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过。

例题2、钳形电流表的外形和结构如图(a)所示。图 (a)中电流表的读数为1.2A 。图(b)中用同一电缆线 绕了3匝，则 A.这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 (b)的读数为3.6A铁 芯

CA

图( a ) 图( b )

五、几种常用变压器 1.自耦变压器P

问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器？

U1

A

B

U2

自耦变压器的 原副线圈共用一 个线圈n2

U1

n1

n2

U2

U1

n1

U2

降压变压器

升压变压器