第四节 变压器1.ppt

实验结论 误差允许范围内 * 在输电过程中，电压必须进行调整。 3~4万伏 彩色电视机显像管 6V 9V 12V 录音机 1~2万伏 黑白电视机显像管 4.2V 4.4V 5.3V 手机充电器 3000V 防身器 12V 扫描仪 36V 机床上的照明灯 3V 随身听 额定工作电压 用电器 额定工作电压 用电器 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？ 生活中需要各种电压 需改变电压，以适应各种不同电压的需要。 变压器 变压器就是改变交流电压的设备 城乡变压器 可拆式变压器 各式变压器 ?思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到电源的两端： (1)恒定直流 (2)正弦交流 另一个线圈连到小灯泡上。 小灯泡可能发光吗？ 1、示意图 (1)闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而成) (2)原线圈(初级线圈) 其匝数用n1表示 与交变电源相连 (3)副线圈(次级线圈) 其匝数用n2表示 与负载相连 (4)输入电压U1 输出电压U2 一、变压器的构造 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 n1 n2 ∽ 2、符号 问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？ 变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈是否产生电压U2？ n1 n2 n1 n2 无铁芯 有铁芯 铁芯与线圈互相绝缘 原线圈 接 交 流 电 在铁芯中 产生变化 的磁通量 副线圈 产生感 应电动势 在铁芯中 产生变化 的磁通量 二、变压器的工作原理 ——互感现象 副线圈 有 交 流 电 原线圈 产生感 应电动势 ——互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能 → 磁场能 → 电能转化 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2) 二、变压器的工作原理 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 n1 n2 ∽ 0 e t t1 t2 t3 t4 若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2? =0 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压器的特点： 三、理想变压器 ——没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%~99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。 三、理想变压器 ——没有能量损失的变压器 P入＝P出 输入功率等于输出功率 线圈两端的电压与 线圈匝数有什么关系？ 四、理想变压器的变压规律 猜测：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数 实验：探究变压器线圈两端的 电压与匝数的关系 方法：控制变量法 注意： 1)原线圈电压不要超过12伏. 2)用多用电表的交流电压档测电压，先用大量程后用小量程. 3)设计表格记录结果. 1)改变副线圈匝数(交流电压、原线圈匝数恒定) U1=4V n1(0-2) 0-14 0-8 0-2 U2/V n2 实验过程 2)改变原线圈匝数(交流电压、副线圈匝数恒定) U1=4V n2(0-4) 0-14 0-8 0-2 U2/V n1 3)改变交流电压(原线圈匝数、副线圈匝数恒定) n1:n2=2:1 10 8 6 4 2 U2/V U1/V 误差产生原因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 n1 n2 ∽ 问题：请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器中原副线圈电压与匝数的关系。 理论推导 原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是： 若不考虑原副线圈的内阻有: U1=E1 U2=E2 四、理想变压器的变压规律 I1 U2 U1 n1 n2 I2 R ~ 原线圈 副线圈 铁芯 U1 U2 n1 n2 ∽ 1、n2 n1 U2U1——升压变压器 3、n2 n1 U2 U1——降压变压器 2、n2 =n1 U2=U1——等压变压器 理想变压器原副线圈的端电压