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- 2021-05-25 发布
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第15点 学习理想变压器的“一二三四”
1.一个原理
根据电磁感应的原理来改变交变电流的电压.
原线圈上加上交变电压(U1)→原线圈中产生交变电流(I1)→铁芯中产生交变的磁通量(Φ)→副线圈中产生交变的电动势(E)→副线圈负载上得到交变电压(U2)→产生交变电流(I2).
其能量转变方式为:原线圈电能→磁场能→副线圈电能.
2.两个特征
(1)无漏磁.即交变电流经过原线圈时,产生的磁通量将沿闭合铁芯全部通过副线圈,没有一条磁感线不通过副线圈.
(2)无热损.即原、副线圈没有电阻,不产生焦耳热.
3.三个等式
(1)功率:P入=P出
(2)电压:==……
(3)电流:n1I1=n2I2+n3I3+……
4.四个决定
(1)原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定.
(2)副线圈电压U2由原线圈电压及匝数比决定,与副线圈所接负载无关.
(3)副线圈电流I2由副线圈电压和副线圈所接负载决定.
(4)原线圈电流I1由副线圈中的电流决定.
对点例题 如图1所示,理想变压器的交流输入电压U1=220 V,有两个副线圈,其中n2=36匝,标有“6 V,9 W”、“12 V,12
W”的灯泡分别接在两副线圈上且都正常发光,求:
图1
(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;
(2)原线圈中电流I1.
解题指导 由于两个副线圈上的两个灯泡均正常发光,所以两个副线圈输出的电压等于各自连接的灯泡的额定电压,根据电压与匝数成正比关系即可求出原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;根据输出功率与输入功率相等的关系可计算出原线圈上的电流I1.
(1)由于两灯泡都正常发光,所以有U2=6 V,U3=12 V.
根据原、副线圈电压与匝数的关系=,=得n1=n2=×36=1 320(匝),n3=n2=×36=72(匝)
(2)由于P入=P出,P出=P2+P3,所以P入=P2+P3
即I1U1=P2+P3,则I1== A=0.095 A
答案 (1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A
如图2所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦交流电源,电压表的示数为220 V,负载电阻R=44 Ω,电流表A1的示数为0.20 A.下列判断中正确的是( )
图2
A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1
C.电流表A2的示数为1.0 A
D.电流表A2的示数为0.4 A
答案 BC
解析 对于理想变压器,P1=U1I1=220×0.20 W=44 W,则负载电阻消耗的功率P2=P1=44 W,据P2=,得U2== V=44 V,则===,故B正确.A2的示数I2== A=1.0 A,故C正确.