資源簡介

(共26張PPT)
回憶上節課主要內容
一、周期和頻率
二、峰值和有效值
三、正弦式交變電流的公式和圖像
四、電感器和電容器對交變電流的作用
觀察：生活中的用電器
觀察與思考：
用電器 額定工作電壓 用電器 額定工作電壓
隨身聽 3V 機床上的照明燈 36V
手機充電器 4.2V 4.4V 5.3V 錄音機 6V 9V
防身器 3000V 黑白電視機顯像管 幾萬伏
彩色電視機顯像管 十幾萬伏
我國居民用電均為220v交流電，是如何讓這些用電器正常工作的呢？
需要能改變交變電流電壓的設備
第三節、變 壓 器
變電站的大型變壓器
高壓輸電中的變壓器
小型變壓器
認識生活中的變壓器
生產生活中有各種變壓器，有的把低壓升為高壓，有的把高壓降為低壓。
認識生活中的變壓器
觀察變壓器結構
1.構造
原線圈
副線圈
（1）鐵芯：絕緣硅鋼片疊合而成
（2）原線圈：與交流電源相連的線圈叫做原線圈，也叫初級線圈
（3）副線圈：與負載相連的線圈叫做副線圈，也叫次級線圈
觀察變壓器結構
(1)原線圈(初級線圈)
(2)副線圈(次級線圈)
其匝數用n1表示
原線圈兩端的電壓叫變壓器
的輸入電壓U1
其匝數用n2表示
副線圈兩端的電壓叫變壓器
的輸出電壓U2
2.示意圖
思考：我們發現變壓器原副線圈不相通，那么給原線圈接直流恒定電源，副線圈接一個小燈泡，通電后，小燈泡會發光嗎，為什么？如果將原線圈改接為交流電源，小燈泡會發光嗎？
觀察變壓器結構
變壓器的工作原理
原線圈
接
交流電
原線圈中的磁場發生改變
在鐵芯中
產生變化
的磁通量
副線圈
產生感應
電動勢
副線圈中的磁通量隨之發生改變
副線圈
有
感應電流
U2
U1
×
～
------互感現象
變壓器的工作原理
1.互感現象中的能量傳輸關系
變壓器能輸送電能是利用了電磁感應。在原線圈上由變化的電流激發了一個變化的磁場，即電場的能量轉變成磁場的能量；通過閉合的鐵芯使這個變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，于是在副線圈上產生了感應電流，磁場的能量轉化成了電場的能量
變壓器的規律
（一）探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系
一、實驗目的
探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系。
二、實驗原理
如圖所示變壓器是由原線圈、副線圈和鐵芯組成的。電流通過原線圈時在鐵芯中產生磁場，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢，副線圈就存在輸出電壓。
三、實驗器材
可變匝數的變壓器(鐵芯)、多用電表、學生電源、導線若干。
四、實驗步驟
1．要先估計被測電壓的大致范圍，再選擇恰當的量程，若不知道被測電壓的大致范圍，則應選擇交流電壓的最大量程進行測量。
2．把兩個線圈穿在同一個鐵芯上，閉合鐵芯。
3．改變副線圈的匝數用交流電壓表測量輸出電壓。
（一）探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系
變壓器的規律
五、注意事項
1．要事先推測副線圈兩端電壓的可能值。
2．通電時不要用手接觸裸露的導線、接線柱。
3．為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋測試，大致確定電壓后再選擇適當的擋位進行測量。
變壓器的規律
（一）探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系
U1=220V n1=1600匝
n2/匝 U2/V U1/U2 n1/ n2
100
400
10
20
30
12.4
53.2
1.34
2.70
4.05
17.7
4.1
164
81
54.3
16
4
160
80
53.3
變壓器的規律
實驗結論：
誤差允許范圍內
思考：誤差產生的原因
變壓器的規律
理想變壓器
現實中的變壓器：
1．由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴格相等造成誤差。
2．原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗(銅損)，造成誤差。
3．鐵芯中有磁損耗，產生渦流造成誤差。
理想變壓器：
我們把沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器。理想變壓器也是一個理想化模型。本章涉及的習題不做特殊說明我們一般認為是理想變壓器。
理想變壓器規律
（二）線圈中鐵芯的功能
如圖，將變壓器兩線圈上下疊放，插入鐵芯，原線圈接交流電，副線圈接一額定電壓為3V燈泡，燈泡發光。將鐵芯逐漸抽出，燈逐漸變暗。接近全部抽出時，燈熄滅。再將鐵芯插回，燈又變亮。
可見，閉合鐵芯可以將更多的磁感線限制在其內，形成一個閉合的磁路。盡量減小磁場能的散失。（聚磁作用）
理想變壓器規律
（三）原副線圈中的功率關系
理想變壓器無能量損耗，所以副線圈的輸出功率等于原線圈的輸入功率。
說明：
2.如果負載中有多個副線圈輸出時，輸入功率等于副線圈上輸出功率之和。
即：P入=P出1+P出2+.....
1.變壓器的輸入功率由輸出功率決定。即：按需分配
理想變壓器規律
（四）原副線圈中的頻率關系
在原線圈中接上周期性變化的電流在副線圈中激發出同頻率的交流電。
f 1 = f 2
變壓器不會改變交變電流原線圈中的頻率大小
（五）電流關系
理想變壓器規律
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成反比
此公式只適用于一個副線圈的變壓器
幾種常見的變壓器
1.自耦變壓器
U1
U2
n1
n2
升壓變壓器
n1
n2
U1
U2
降壓變壓器
自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈
U2
U1
A
B
P
2.互感器
幾種常見的變壓器
A
電流互感器（把大電流變成小電流）
電壓互感器（把高電壓變成低電壓）
V
使用時把原線圈與電路并聯，原線圈匝數多于副線圈匝數
使用時把原線圈與電路串聯，原線圈匝數少于副線圈匝數
對移動電話進行無線充電
科學漫步：無線充電技術
無線充電器中的接收線圈
基本工作原理：
在初級線圈輸入一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。
初級線圈裝在充電基座上，次級線圈裝在手機內部，對于一個沒有無線充電功能的移動電話，也可以通過在移動電話端連接一個無線充電接收器，將接收器放在無線充電基座上來進行充電。
總結
1.變壓器原理：
2.理想變壓器特點：
利用互感現象實現電能到磁場能到電能的轉化和傳遞。
①變壓器鐵芯內無漏磁
②原、副線圈不計內阻
③忽略鐵芯產生的熱量
3.理想變壓器規律：
①功率關系：
P入= P出
②頻率關系：
f 1 = f 2
③電壓關系：
④電流關系：
4.幾種常見變壓器

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