2017-2018學年高中物理 第二章 交變電流 6 變壓器課件 教科版選修3-2.ppt
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6變壓器,第二章交變電流,1.了解變壓器的構造及幾種常見的變壓器，理解變壓器的工作原理.2.掌握理想變壓器的功率關系.3.理解變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律，并運用此規(guī)律解決實際問題.,,目標定位,二、理想變壓器的規(guī)律,三、電壓互感器和電流互感器,,欄目索引,一、變壓器的結構與原理,,對點檢測自查自糾,,,,一、變壓器的結構與原理,知識梳理,1.變壓器的結構：如圖1所示，為變壓器的示意圖和在電路圖中的符號.,圖1,(1)變壓器的構造：閉合鐵芯、原線圈(匝數(shù)用n1表示)、副線圈(匝數(shù)用n2表示).輸入電壓是U1，輸出電壓是U2，兩個線圈都繞在上.,閉合鐵芯,,答案,3.原、副線圈的地位(1)原線圈在其所處回路中充當負載.(2)副線圈在其所處回路中充當.4.變壓器(填“改變”或“不改變”)交流電的頻率.,(2)原線圈：與相連接的線圈，又叫做.(3)副線圈：與相連的另一個線圈，又叫做.2.變壓器的工作基礎是互感現(xiàn)象，由于互感作用，穿過原、副線圈的磁通量相等，磁通量的變化率相等，若原線圈匝數(shù)為n1，則U1＝n1，副線圈匝數(shù)為n2，則U2＝n2，所以＝____.,,答案,交流電源,初級線圈,負載,次級線圈,電源,不改變,【深度思考】,(1)把兩個沒有導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈連接到交流電源的兩端，另一個線圈連接到小燈泡上(如圖2所示)，小燈泡能發(fā)光嗎？為什么？,答案能.當左邊線圈加上交流電壓時，左邊線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生周期性變化的磁通量，根據(jù)法拉第電磁感應定律知，在左、右線圈中都要產(chǎn)生感應電動勢，右線圈作為電源給小燈泡供電，小燈泡就會發(fā)光.,,答案,圖2,(2)若把交流電源改為蓄電池，小燈泡發(fā)光嗎？,答案不發(fā)光.,典例精析,例1理想變壓器正常工作時，原、副線圈中一定相同的物理量是()A.每匝線圈中磁通量的變化率B.交變電流的頻率C.原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D.原線圈的感應電動勢和副線圈的感應電動勢,,總結提升,ABC,答案,返回,總結提升,,變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不能改變功率和交變電流的頻率.,,返回,二、理想變壓器的規(guī)律,知識梳理,1.理想變壓器的特點(1)變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁；無發(fā)熱損失.(2)原副線圈不計內(nèi)阻，即也無能量損失.2.理想變壓器的功率關系從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率輸出功率，即P入＝.3.變壓器的變壓關系(1)只有一個副線圈：(2)有多個副線圈：,,答案,等于,P出,4.電流關系(1)只有一個副線圈時，由U1I1＝U2I2，得：n1I1＝n2I2，即＝(2)當有多個副線圈時，由I1U1＝I2U2＋I3U3＋……得：n1I1＝＋n3I3＋……5.電壓、電流、功率的制約關系(1)電壓制約：輸入電壓決定輸出電壓.(填“U1”或“U2”)(2)功率制約：決定，這體現(xiàn)了能量守恒的特點.(填“P出”或“P入”)(3)電流制約：輸出電流決定輸入電流.(填“I1”或“I2”),n2I2,U1,U2,P出,P入,I2,I1,,答案,【深度思考】,變壓器為什么不能改變交流電的頻率？,答案因為原、副線圈中的磁通量變化情況相同，所以變壓器不能改變交流電的頻率.,,答案,例2如圖3所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，和均為理想電表，燈泡電阻RL＝6Ω，AB兩端電壓u1＝12sin100πt(V).下列說法正確的是()A.電流頻率為100HzB.的讀數(shù)為24VC.的讀數(shù)為0.5AD.變壓器輸入功率為6W,典例精析,,解析答案,總結提升,圖3,返回,答案D,,總結提升,總結提升,,(1)電壓表、電流表示數(shù)均為有效值.(2)理想變壓器P入＝P出.(3)變壓器不改變頻率，即原、副線圈電流頻率相等.,針對訓練如圖4所示，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上.閉合開關S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A.以下判斷正確的是()A.變壓器輸入功率為484WB.通過原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過副線圈的電流的最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3,圖4,,解析答案,解析變壓器的輸入功率P1＝P2＝I2U2＝2.260W＝132W，選項A錯誤；,答案BD,例3如圖5所示，理想變壓器三個線圈的匝數(shù)之比為n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220V的交流電源上，n2和n3分別與電阻R2、R3組成閉合回路.已知通過電阻R3的電流I3＝2A，電阻R2＝110Ω，求通過電阻R2的電流I2和通過原線圈的電流I1.,圖5,,解析答案,總結提升,返回,解析由變壓器原、副線圈電壓比等于其匝數(shù)比可得，加在R2上的電壓,根據(jù)輸出功率等于輸入功率得：U1I1＝U2I2＋U3I3代入數(shù)據(jù)解得通過原線圈的電流為：I1＝0.7A.,答案1A0.7A,,總結提升,總結提升,,含多個副線圈的變壓器，電壓仍與匝數(shù)成正比，但電流關系只能通過功率關系來判斷.,,返回,1.電壓互感器(1)構造：小型降壓變壓器，如圖6甲所示.(2)接法：原線圈在高壓電路中，副線圈接電壓表；為了安全，外殼和副線圈應.(3)作用：將電壓變?yōu)殡妷?，通過測量低電壓，計算出高壓電路的電壓.,三、電壓互感器和電流互感器,知識梳理,圖6,并聯(lián),接地,高,低,,答案,2.電流互感器(1)構造：小型升壓變壓器，如圖乙所示.(2)接法：原線圈在被測電路中，副線圈接電流表.為了安全，外殼和副線圈應.(3)作用：將電流變成電流，通過測量小電流，計算出被測電路中的大電流.,串聯(lián),接地,大,小,,答案,典例精析,例4普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，如圖7所示，圖中電流互感器ab一側線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為Iab，cd一側線圈的匝數(shù)較多，工作時電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則()A.ab接MN、cd接PQ，Iab＜IcdB.ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC.ab接PQ、cd接MN，Iab＜IcdD.ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd,,解析答案,圖7,總結提升,返回,解析根據(jù)單一副線圈的理想變壓器原理，電流比值等于匝數(shù)比的倒數(shù)，可得ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd，故B正確.,B,總結提升,,(1)電壓互感器U1>U2，n1>n2；(2)電流互感器I1>I2，n1
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