高中物理 第五章 交变电流 第4节 变压器课件 新人教版选修
40页1、第五章 交变电流,第4讲 变压器,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、变压器的原理及电压与匝数的关系,如图1所示,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(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端,另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.连接电路,接通电源,小灯泡能发光.,图1,(1)两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光?,当左边线圈加上交流电压时,左边线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生周期性变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律知,在右线圈中会产生感应电动势,右线圈作为电源给小灯泡供电,小灯泡就会发光.,答案,(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗?,图1,答案,左边线圈的电阻则有U1U电源,这样看来只要n1n2,小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等.,1.变压器的工作原理: 是变压器工作的基础.因此变压器只对 的电流起作用,对 电流不起作用.(后两空填“变化”或“恒定”),变化,恒定,互感现象,2.变压器中的电压与匝数的关系:,判断下列说法的正误. (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)输入交变电流的
2、频率越高,输出交变电流的电压就越高.( ) (3)我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失.( ) (4)理想变压器不能改变交变电流的频率.( ),二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系,阅读教材回答下列两个问题: (1)什么是理想变压器?理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系?,理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗.所以理想变压器的输入功率等于输出功率,即 P入P出.,答案,(2)根据能量守恒推导原、副线圈中的电流与匝数的关系.,答案,1.变压器原、副线圈中功率关系和电流关系:P入P出,即 . 2.电流关系: .,U1I1 U2I2,U2I2250200 W50 kW.,一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为401,则变压器原线圈中的电流为_,副线圈中的输出电压为_,输出功率为_.,答案,解析,5 A,250 V,50 kW,1.实验目的: 理解理想变压器的原线圈、副线圈中电压与匝数的关系. 2.实验原理: 原线圈通过电流时,铁芯中产生磁场,由于
3、交变电流的大小和方向都在不断变化,铁芯中磁场的强弱和方向也都在不断变化.由于副线圈和原线圈是套在同一个铁芯上的,所以通过副线圈的磁场也在不断的变化,于是就在副线圈内产生了感应电动势,副线圈相当于电源对外供电.,三、实验:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系,3.实验器材: 电压表两只、可拆卸式变压器、学生电源、开关、导线若干(如图2所示),4.实验步骤: (1)按如图3所示电路图连接实物图,图3,(2)保持原线圈匝数不变,改变副线圈匝数,研究其对副线圈电压的影响.,(3)保持副线圈匝数不变,改变原线圈匝数,研究其对副线圈电压的影响.,(4)将不同的原、副线圈接入电路测出线圈两端的电压填入下表:,(5)由表格数据得出结论: 当原线圈匝数不变时,副线圈电压与副线圈匝数成 比. 当副线圈匝数不变时,副线圈电压与原线圈匝数成 比. 5.注意事项 (1)在改变学生电源电压,线圈匝数前均要先断开开关,再进行操作. (2)学生电源的电压不要设置太高,一般不要超过12 V,以免发生危险.,正,反,2,题型探究,一、理想变压器基本关系的应用,例1 (2016温州高二期中)如图4所示,理想变压器原、副线圈
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