5.4 变压器.

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1 5.4 变压器

2 用电器 额定工作电压 随身听 3V 机床上的照明灯 36V 扫描仪 12V 防身器 3000V 手机充电器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 几万伏 录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 十几万伏 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？

3 几种常见的变压器

4 一、变压器的构造 1.示意图 2.构造： （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
U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 原线圈 （2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示 副线圈 （3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示 （4）输入电压：U1; 输出电压：U2.

5 问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
3.电路图中符号 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ n1 n2 铁芯与线圈互相绝缘 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，副线圈电压U2是怎样产生的？

6 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（ U2、I2）转化。
二、变压器的工作原理 ------互感现象 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（ U2、I2）转化。 ∽ U1 U2 n1 n2 副线圈 原线圈 铁芯 思考：若给原线圈接直流电压U1， 副线圈电压U2 ？ U2＝0

7 理想变压器 如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器。这是物理学中又一种理想化模型。 无铜损、铁损、磁损

8 三、理想变压器的变压规律 原、副线圈中产生的感应电动势分别是： E1=n1/ t E2=n2/ t 若不考虑原副线圈的内阻有
I1 I2 n1 n2 U1 U2 原、副线圈中产生的感应电动势分别是： E1=n1/ t E2=n2/ t 若不考虑原副线圈的内阻有 U1=E1 U2=E2

9 理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比
n2 >n1 U2>U 升压变压器 n2 <n1 U2 <U 降压变压器

10 四、理想变压器的变流规律 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: P出= P入 U1I1=U2I2

11 2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
此公式只适用于一个副线圈的变压器

12 六、有多个副线圈的理想变压器的问题 一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：

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14 问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？ 1.自耦变压器
五、几种常用变压器 问题：有没有只用一组线圈来实现变压的变压器？ 1.自耦变压器 U2 U1 A B P 自耦变压器的原副线圈共用一个线圈 n1 n2 U1 U2 U1 U2 n1 n2 降压变压器 升压变压器

15 2.互感器 钳式电流仪 电流互感器 电压互感器 使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
V A 电流互感器 电压互感器 使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数

16 小结 一、变压器的构造 1．示意图 2．电路图中符号 3．构造： 二、变压器的工作原理： 1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生
的互相感应现象 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器 P入＝P出 三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2 四、理想变压器的变流规律： I1/I2=n2/n1 五、常用变压器

17 练1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为 （ ）
A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R的值有关 B

18 练习2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流 I1 =______。 180 3 A

19 C 练3、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则
A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （b）的读数为3.6A 图（a） A 铁芯 图（b） C

20 练4、为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的电路原理简图． 问：
（1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因是什么？ （2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线圈为什么会产生感应电流？

21 答案 （1）电流互感器a侧两线圈完全相同，流过两线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁场相互抵消，b侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应电流．

22 练5、 如图所示：理想变压器的原线圈接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电器上R1的功率P1将分别是：
A. U 增大、I 增大、P1 增大 B. U 不变、I 减小、P1 增大 C. U 减小、I 减小、P1 减小 D. U 不变、I 减小、P1 不变 A V ~ R1 R2 S D

23 变压器输入输出电压、电流、功率大小之间的因果关系
1.输入功率P1由输出功率P2决定； P1＝P2 2.U1由电源决定； U2＝n2/n1·U1 3.U2由U1和匝数比决定； I2＝U2／R 4.I2由U2和负载决定； I1 I2 n1 n2 U2 R 5.I1由I2和匝数比决定； U1 I1＝n2/n1·I2

24 例、一台理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝，两个副线圈的匝数分别是n2＝60匝，n3＝600匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I2＝1A，I3＝4A，求原线圈中的电流。

25 练、如图所示：理想变压器的交流输入电压U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在两副线圈上均正常发光，求：
（1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3. （2）原线圈的电流I1。 n3 n2 n1 （1）n2 ＝1320匝 n3= 72匝 （2）I1=0.095A

26 例、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n1:n2＝2：1.在不接负载的情况下，则（ ） A．当线圈1输入电压为220V时， 线圈2输出电压为110V B．当线圈1输入电压为220V时， 线圈2输出电压为55V C．当线圈2输入电压为110V时， 线圈1输出电压为220V D．当线圈2输入电压为110V时， 线圈1输出电压为110V BD

27 练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1 （ ）
A、也能正常发光 B、较另三个灯暗些 C、将会烧坏 D、不能确定 A L1 n1 n2 L2 L3 L4