高中物理第4章远距离输电2变压器课件鲁科版选修3_2-69张 69页

第 2 节 　变　压　器 一、变压器的结构 1. 变压器 : 能 _____ 电压或 _____ 电压的设备。 2. 变压器的构造 : 主要由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个 或两个以上的线圈 ( 绕组 ) 组成。铁芯由涂有绝缘漆的 _______ 叠合而成 , 线圈一般用高强度的漆包线绕制。 升高 降低 硅钢片 3. 变压器的符号 : 4. 原线圈和副线圈 : (1) 原线圈 ( 初级线圈 ): 与 _____ 相连的线圈 , 符号 n 1 。 (2) 副线圈 ( 次级线圈 ): 与 _____ 相连的线圈 , 符号 n 2 。 电源 负载 5. 输入电压和输出电压 : (1) 输入电压 :_______ 两端的电压 , 用符号 U 1 表示。 (2) 输出电压 :_______ 两端的电压 , 用符号 U 2 表示。 原线圈 副线圈 二、变压器的工作原理 1. 变压器的工作原理 : 交变电流通过原线圈时在铁芯中 激发交变磁场 , 交变磁场在副线圈中产生 ___________, 当副线圈闭合时 , 副线圈中有电流产生 , 它在铁芯中产 生交变磁通量 , 这个交变磁通量也穿过原线圈。这种在 原、副线圈中由交变电流引发的 _________ 现象 , 叫作 互感现象。 感应电动势 相互感应 2. 理想变压器 : (1) 变压器线圈的 _____ 忽略不计。 (2) 闭合铁芯的 _________ 忽略不计。 (3) 闭合铁芯中产生的 _____ 忽略不计。 即没有 _____ 损失的变压器叫理想变压器。 电阻 “ 漏”磁 涡流 能量 三、变压器电压与匝数的关系 1. 电压与匝数关系 : 变压器原、副线圈中的电压与匝数 成正比 , 即 。 2. 电流与匝数关系 : 变压器原、副线圈中的电流与匝数 成反比 , 即 ( 只有一个副线圈 ) 。 3. 功率关系 : 理想变压器输入功率等于输出功率 , 即 P 1 =__ 。 P 2 四、自耦变压器 1. 自耦变压器 : 只有 _____ 绕组的变压器。 2. 自耦变压器分类 : (1) 降压器 : 绕组当原线圈接 _____, 绕组的一部分当副 线圈接 _____ 。如图甲所示。 一个 电源 负载 (2) 升压器 : 绕组当副线圈接 _____, 绕组的一部分当原 线圈接 _____ 。如图乙所示。 负载 电源 【 思考辨析 】 (1) 理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。 ( 　　 ) (2) 理想变压器是一个理想化模型。 ( 　　 ) (3) 学校中用的变压器工作时没有能量损失。 ( 　　 ) (4) 自耦变压器 , 可以连续调节输出电压。 ( 　　 ) (5) 自耦变压器的副线圈与 220 V 电源脱离 , 使用安全。 ( 　　 ) (6) 自耦变压器可以改变直流电的电压。 ( 　　 ) 提示 : (1)√ 。实验和理论分析都表明 , 原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。 (2)√ 。理想变压器和我们以前学过的质点、点电荷一样也是一个理想化模型。 (3)× 。实际生活中使用的变压器工作时都有能量损失。 (4)√ 。自耦变压器可以连续调节输出电压。 (5)× 。自耦变压器的低压端和高压端直接有电的联系 , 使用不够安全。 (6)× 。自耦变压器只对变化的电流起作用 , 对恒定电流不起作用。 一　理想变压器的原理及几个基本关系 考查角度 1 变压器的原理 【 典例 1】 (2019· 厦门高二检测 )( 多选 ) 如图所示 , 理想变压器原、副线圈匝数比为 2∶1, 电池和交变电源的电动势都为 6 V, 内阻均不计 , 下列说法正确的是 A.S 与 a 接通稳定后 ,R 两端的电压为 0 B.S 与 a 接通的瞬间 ,R 中无感应电流 C.S 与 b 接通稳定后 ,R 两端的电压为 3 V D.S 与 b 接通稳定后 , 原、副线圈中电流的频率之比为 2∶1 【 解析 】 选 A 、 C 。在 S 与 a 接通稳定后 , 电路中的电流稳 定 , 磁通量不会发生变化 , 所以副线圈中不会有感应电 流产生 , 电阻 R 两端的电压为 0, 故 A 正确。在 S 与 a 接通的 瞬间 , 由于电流由零突然变大 , 所以线圈中的磁通量会 发生变化 , 副线圈中的 R 会有感应电流 , 故 B 错误 ; 在 S 与 b 接通稳定后 , 由于 b 是交流电源 , 根据电压与匝数成正比 可知 , 副线圈的电压为 3 V, 故 C 正确 ; 变压器不会改变交流电源的频率 , 所以原、副线圈中电流的频率是相同的 , 故 D 错误 ; 故选 A 、 C 。 【 核心归纳 】 (1) 变压器的工作原理 : 当原线圈两端加上交变电压时 , 就有交变的磁场通过原线圈 , 并在铁芯中产生交变电流 , 铁芯中就有变化的磁通量 , 这个变化的磁通量同样会穿过副线圈 , 并在副线圈两端产生感应电动势。 (2) 理想变压器 : 如果变压器在传输电能的过程中损失的能量很小 , 可以忽略不计 , 这种变压器就叫作理想变压器。 考查角度 2 理想变压器的几个基本关系 【 典例 2】 (2016· 江苏高考 ) 一自耦变压器如图所示 , 环形铁芯上只绕有一个线圈 , 将其接在 a 、 b 间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分 , 接在 c 、 d 间作为副线圈。在 a 、 b 间输入电压为 U 1 的交变电流时 ,c 、 d 间的输出电压为 U 2 。在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N 点的过程中 A.U 2 >U 1 ,U 2 降低　　　　　 B.U 2 >U 1 ,U 2 升高 C.U 2