人教版 (新课标)选修3选修3-2第五章 交变电流4 变压器复习ppt课件

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变压器与分压器的比较 变压器和分压器都是用来改变电压的设备．在改变电压时，它们既有相同点也有区别． 1．变压器的工作原理及用途 如右图所示，变压器的工作原理是当原线圈中有交变电流时，在铁芯中便产生交变磁通量，而交变磁通量又会在副线圈中产生感应电动势．可见，变压器只能工作在交流电路中．且其电压比等于匝数比．同一个变压器既可以当升压变压器也可以当降压变压器使用，副线圈两端的电压可以比原线圈电压大、小或相等．应当注意的是需要把电压升高时，就得使用升压变压器，分压器是无能为力的．
2．分压器的工作原理及用途 分压器的工作原理是利用串联电路的分压原理．如右图所示．它是滑动变阻器的分压接法，既可应用于直流电路又可应用于交流电路．
1．变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．一个线圈与交流电源连接，叫做________，也叫________；另一个线圈与负载连接，叫做________，也叫________．2．________是变压器工作的基础．3．原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的________，公式为________．4．________的变压器叫做理想变压器．
1．原线圈　初级线圈　副线圈　次级线圈2．互感现象4．没有能量损失
一、变压器的构造和原理1．变压器的构造如下图所示为变压器的结构图，原线圈接电源，副线圈接负载，两个线圈都绕在叠合而成的硅钢片上，硅钢片都涂有绝缘漆．
2．变压器的工作原理变压器的变压原理是电磁感应．当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈．其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能．注意：变压器是依据电磁感应工作的．因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不能引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用．
二、理想变压器的规律1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁；(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热．注意：①因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率．②实际变压器(特别是大型变压器)一般都可以看成是理想变压器．2．电动势关系由于互感现象，没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的 ，根据法拉第电磁感应定律有：
3．电压关系由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U1＝E1，副线圈两端的电压U2＝E2.
4．功率关系：对于理想变压器，不考虑能量的损失P入＝P出5．电流关系：由功率关系，当只有一副线圈时，I1U1＝I2U2得　I1n1＝I2n2　即当有多个副线圈时：I1U1＝I2U2＋I3U3＋……得I1n＝I2n2＋I3n3＋……
一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如下图所示． (1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为________ V，电流表示数为________ A. (2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为________ V，电流表示数为________ A．此时输入功率为________ W，变压器效率为________．
解析：(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．
(2011年江苏常州)让匝数为100的闭合矩形线圈绕某垂直磁场的转动轴在匀强磁场中匀速转动时，线圈内可产生如图甲所示的交流电．两个相同的理想变压器原线圈串联后接在此交流电源上(如图乙所示)，在两个副线圈中分别接上电阻R1和R2，通过两电阻的电流分别为I1和I2，两电阻上消耗的功率分别为P1和P2，R1和R2两端电压分别为U1和U2，则(　　)
解析：两个相同的变压器串联后，它们有两个铁芯，仍然是两个独立的变压器，只是说明原线圈中的电流是相同的，利用理想变压器的匝数比关系得In1＝I1n2，In1＝I2n2，所以I1＝I2，I1∶I2＝1∶1，U＝IR，则U1∶U2＝R1∶R2，A对B错；根据P＝I2R可知，P1∶P2＝R1∶R2，C对D错，本题正确答案为AC.答案：AC
A．I1∶I2＝1∶1，U1∶U2＝R1∶R2 B．I1∶I2＝R2∶R1，U1∶U2＝1∶1 C．P1∶P2＝R1∶R2 D．P1∶P2＝1∶1
三、几种常用的变压器1．自耦变压器特点：只有一个线圈，三个抽头，可升压，也可降压．2．调压变压器特点：属于自耦变压器．但电压可连续调节．3．互感器分类：电压互感器(如下图左)和电流互感器(如下图右)．
(1)电压互感器：如上图左所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表．互感器将高电压变为低电压．通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压．(2)电流互感器：如上图右所示，原线圈串联在待测大电流电路中，副线圈接电流表．互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流．结合匝数比可计算出大电流电路的电流．
注意：①电压互感器是降压变压器，据
　 为什么电流互感器如下图甲所示的副绕组不允许安装保险丝？为什么电压互感器的副线圈——低压侧(乙图)要装保险丝？
解析：用假设法判断，并结合电磁感应的知识分析，两种互感器的构造的区别．如果电流互感器在运行时副线圈断开，I2＝0，则铁芯中的磁通量会急剧增加(因为原线圈中电流很大，在铁芯中产生的磁通量很大，正常运行时，I2≠0，且n2>n1，所I1产生的磁通量大部分被I2所产生的磁通量所抵消)，这将在副绕组两端感应出高压(可达103 V以上)，即使副绕组的一端接地，对人及仪表仍不安全．因此，电流互感器副绕组决不允许断路，当然不允许安装保险丝．电压互感器在运行时应严防短路，因短路时副线圈电路阻抗大大减小，会出现很大短路电流，使副线圈严重发热而烧毁，所以在电压互感器低压侧要装保险丝．
1．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃．但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如下图所示的点火装置．这个装置的核心是一个变压器．它的初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法正确的是(　　)
A．该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流，变压器不能改变直流电压B．该设计方案可行，因为变压器能将直流改变为交流C．该设计方案可行，因为通过变压器初级线圈的是变化的电流，可以通过变压器发生互感现象D．该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器
解析：本题容易误选A.要注意的是：变压器只能改变交流的原因是如果在原线圈上接恒定电压，则线圈的磁通量保持不变，从而不能产生感应电动势，副线圈中也就没有输出电压了．在本装置中，开关的闭合、断开．导致电流不断的变化，从而使得磁通量不断变化，能够使变压器工作．答案：C
7．(2010年山东卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是(　　) A．副线圈输出电压的频率为50 Hz B．副线圈输出电压的有效值为31 V C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D．P向右移动时，变压器的输出功率增加