1、第六节 变压器姓名 学号 【自主学习】阅读教材 P39 的思考与讨论和 P40 页的变压器的原理完成下列问题,要求每个同学都会画变压器的符号;并理解变压器的工作原理。问题 1:两个线圈并没有直接接触,灯泡为什么亮了呢?这个实验说明了什么?一、变压器的构造及其工作原理:(1)构造: 原线圈:也叫_ ,与_ _相接副线圈:也叫_ _,与_ _相接铁 芯:由涂有_的硅钢片叠合而成(2)变压器的示意图和符号符号:(3)工作原理:互感现象原线圈上加上交变电压 U1 时,原线圈中就有交变电流,铁芯中产生变化的磁场,变化的磁场引起副线圈的磁通量发生变化。所以副线圈中产生_,如果副线圈是闭合的,则副线圈中将产
2、生_,所以变压器只能在_电路中工作。阅读 P41 页的电压与匝数的关系二、变压器原副线圈电压,电流,功率与匝数的关系。(1)理想变压器:没有 的变压器叫理想变压器,是一个理想化的模型。实际的变压器工作时有能量损失,如电流经过变压器线圈时会发热,铁芯在交变磁场的作用下也会发热(涡流)(2)电压关系-教师点拨铁芯I1n1原 副U1 n2 U2I2实验和理论分析表明,对于理想变压器,原、副线圈的电压之比,等于两个线圈的_之比,即_。当 n1n2 时,变压器使电压_,这种变压器叫_;当 n1n2 时,变压器使电压_,这种变压器叫_。推导过程:设原线圈的匝数为 N1,副线圈的匝数为 N2,在不考虑漏磁的
3、情况下,穿过原副线圈的磁通量的变化率相同。则原副线圈产生的感应电动势分别为:,tnE1tn2对于理想变压器,不考虑原、副线圈的电阻,则 E1 U1,E 2U 2则: -对于任何时候都成立21U(3)功率关系对于理想的变压器,由于不考虑能量损失,由能量守恒得_。(4)电流关系由能量守恒可以得到:对于只有一个副线圈的理想变压器,原、副线圈中的电流之比与对应的匝数成_,即_。教师点拨:讨论:对于有多个副线圈的情况,一样满足能量守恒,此时,原、副线圈中的电流的关系:(5)理想变压器各物理量之间的决定关系输入电压 U1 决定输出电压 U2I 1本身没有计算公式,I 1由 I2决定,先计算 I2,再计算
4、I1输出功率 P2 决定输入功率 P1;P1=P2=U1I1=U2I2= R注意:变压器改变的是交流电的电压和电流,不改变交流电的输入功率和频率一个副级线圈(匝数 n2) 二个副级线圈( 匝数 n 2、 n 3)三、几种常见的变压器(1)自耦变压器如图所示,这种变压器的特点是铁芯上只饶有一个线圈,如果把整个线圈作为原线圈,副线圈只取线圈的一部分,将可以降低电压;反过来也可以提高电压。(2)调压变压器:属于自耦变压器,构造如图所示,线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上,AB 之间加上输入电压 U1,移动滑动触头 P 的位置就可以调节输出电压 U2(3)互感器交流电压表和电流表都有一定的量度范围,不
5、能直接测量高电压和大电流。可以用变压器把高电压变成低电压,或者把大电流变成小电流。这种作用的变压器称为互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器两种。电压互感器:用来把高电压变成低电压。原线圈并联在高压电路中,副线圈接交流电压表,根据电压表测得的电压 U2 和铭牌上标明的变压比(U1/U2)就可以算出高压电路中的电压。电流互感器:用来把大电流变成小电流。他的原线圈串联在被测电流中,副线圈上接入交流电压表。根据电压表测得的电压 I2 和铭牌上标明的变压比(I1/I2)就可以测出被测电路中的电流。例 1、一台理想变压器,其原线圈 2200 匝,副线圈 440 匝,并接一个 100 的负载电阻,如图所
6、示 (1)当原线圈接在 44V 直流电源上时,电压表示数_V, 电流表示数_A (2)当原线圈接在 220V 交流电源上时,电压表示数 _V, 电流表示数_A此时输入功率为 _W。电压关系功率关系电流关系RVA电压互感器 电流互感器类型一:一原一副例 2.如图所示,理想变压器的输入端电压 u=311 sin100 t(V) ,原副线圈的匝数之比为:n 1 :n2=10:1 ;若图中电流表读数为 2 A ,则 ( )A.电压表读数为 220 V B.电压表读数为 22 VC.变压器输出功率为 44 W D.变压器输入功率为 440 W类型二:一原多副例 3如图理想变压器有两个副线圈,原线圈 1
7、接 220V,副线圈 2 的匝数为 30 匝,两端并有“12v、12W”的灯泡 L 正常发光,副线圈 3 的输出电压为 110V,两端并有电阻 R,通过 R 的电流为 0.4A,求:(1)副线圈 3 的匝数 n3 (2)原线圈的匝数 n1和通过它的电流 I1RL321A 层训练题1下列有关理想变压器的说法正确的是:( )A原、副线圈中交变电流的频率一定相等 B.原线圈的导线比副线圈导线细 C穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等 D.副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等2对给定的理想变压器有( )A根据 U1U 2n 1n 2,副线圈两端的电压 U2 是由原线圈两端的电压 U1 决定的B
8、根据 I1I 2n 2n 1,副线圈的输出电流 I2 是由原线圈输入电流 I1 决定的C原线圈的输入功率是由副线圈的输出总功率决定的D当副线圈的负载电流增加时,原线圈中的电流随之增加3、理想变压器的原线圈的匝数为 110 匝,副线圈匝数为 660 匝,若原线圈接在 6 V 的电池上,则副线圈两端电压 ( )A.36 V B.6 V C.1 V D.0 V4理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n 2=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,电流表 A1的示数是 12mA,则电流表 A2的示数为( )A.3 mA B.0 mA C.48 mA D.与负载 R 的值有关5有一个理
9、想变压器,原线圈 1200 匝,副线圈 400 匝,现在副线圈上接一个变阻器 R,如图所示,则下列说法中正确的是 ( ) A.安培表 A1与 A2的示数之比为 3:1 B.伏特表 V1与 V 2的示数之比为 3:1C.当变阻器滑动头向下移动时,原线圈的输入功率将增加 D.原、副线圈的功率之比为 3:16如图 3,一理想变压器原副线圈匝数比为 4,1,图中五只电灯完全相同,若B、 C、 D、 E 都能正常发光,则 A 灯 ( )A一定能正常发光 B比正常发光暗 C比正常发光亮 D一定被烧坏7用一理想变压器向一负载 R 供电,如图所示,当增大负载电阻 R 时,原线圈中电流 I1和副线圈中电流 I2
10、 之间的关系是( )A1 A2Bv n1 n2 RA1V1A2V2 ABCDE6-图 7图 3I1 I2RAI 2 增大,I 1 也增大BI 2 增大,I 1 减小CI 2 减小,I 1 也减小DI 2 减小,I 1 增大8一理想变压器原、副线圈匝数比是 41,若原线圈上加电压 u400sin100t V,则接在副线圈两端交流电压表的示数为 。B 层训练题目9、如图中所示,理想变压器 B 的原线圈跟副线圈的匝数比 n1 n2=21,交流电源电压U1=220 V, F 为熔断电流为 I0=1。0 A 的保险丝,负载为一可变电阻。(1)当电阻 R=100 时,保险丝能否被熔断?(2)要使保险丝不被
11、熔断,电阻 R 的阻值应不小于多少?变压器输出的电功率不能超过多少?10如图所示,理想变压器两个线圈都接有负载正常工作时,如下关系正确的是( )A.U1:U 3n 1:n 3,U 2:U 3 n2:n 3B.I1:I 2n 2:n 1,I 1:I 3n 3:n 1C.I1n1I 2n2 +I3n3D.U1I1 U2I2+U3I311如图所示的理想变压器,原线圈匝数 n1660 匝,输入电压 U1110V ,副线圈 L2 的匝数 n2=15 匝,输出电流 I20.6A ,L 3 的输出电压 U3=5V,输出电流 I30.25A。则原线圈中电流 I1=_,变压器的输出功率 P_,L 3 的匝数n3
12、=_。U1U2U3n3n2I2I3I1n1n1n2n3I3I2I112如图 4218 所示,理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输入电压和电流分别为U1 和 I1,两个副线圈的输出电压和电流分别为 U2 和 I2、U 3和 I3,接在原、副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光,则下列关系中正确的是( )AI 1I 2I 3 121BU 1U 2U 3112C三个线圈匝数之比为 n1 n2n 3521D电源电压 U1 与原线圈两端电压 U 之比为 11 113在如图所示的电压互感器的接线中,接线正确的是( )14在变电所里,经常要用电流互感器监测电网上的强电流如图 3 所示的四个图中,能正确反映其
13、工作原理的是( )15、如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 L1 和 L2,输电线的等效电阻为 R,开始时,开关 S 断开,当 S 接通时,以下说法正确的是( )A副线圈两端 M、N 的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻 R 上的电压降增大C通过灯泡 L1 的电流减小D原线圈上电流增大 L2L1RNMSVVVVA B C D16、如图所示的理想变压器有两个副线圈,各自分别接有“6V,6W”和“12V ,12W”的灯泡,在原线圈两端加上 220V 的交流电压时,两灯泡均正常发光,求:(1)两副线圈的匝数比 n1n 2(2)原线圈中的输入电流 I17、如图所示为一理想变压器,原线圈的输入电压 U13300V,副线圈的输出电压U2220V,绕过铁芯的导线所接的电压表示数 U02V,则(1)原线圈的匝数是多少? (2)当 s 断开时,A 2 的示数 I25A,则 A1 的示数?(3)当 s 闭合时,A 2 的示数将如何变化?A 1 的示数将如何变化?nn1n2220V6V,6W12V,12WA1A2VU1 U2S