变压器(1)
一.变压器结构
二.工作原理
互感现象:两个相互靠近的线圈,当一个线圈中的电流变化 互感现象 时,其产生的变化磁场会在另一个线圈中产生感应电动势 的现象。 通过互感现象可以将能量由一个线圈传递到另一个线圈。 分析思考:分析下列情况中线圈2中产生的感应电动势特点。 (1)线圈1中通恒定电流 (2)线圈2中通随时间均匀变化的电流 (3)线圈2中通正余弦式交流电
U2 C. 通过负载电阻 R 的电流 I 2 = 2 R U2 D. 通过初级线圈的电流I 1 = U1 R
基本题型三: 基本题型三:与电磁感应的综合 例3.图所示,MN利PQ为处于同一水平面内的两根平行的光 滑金属导轨,垂直导轨放置的金属棒ab与导轨接触好, 在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,导轨的N、 Q端按理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三 组次级线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元 件C。若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流,不考 虑电容器的瞬间充放电,则下列判断中正确的是( ) A.若ab棒匀速运动,则 I R ≠ 0、I L ≠ 0、IC =0 B.若ab棒匀加速运动,则 I R ≠ 0、IL ≠ 0、IC =0 C.若ab棒做加速度变小的加速运动,则 I R ≠ 0、I L =0、IC =0 D.若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动,则
【巩固练习】如图所示,理想变压器副线圈通过 巩固练习】如图所示, 输电线接两个相同的灯泡L 输电线接两个相同的灯泡 1和L2,输电线的等 效电阻为R。开始时,开关K断开 断开, 接通时, 效电阻为 。开始时,开关 断开,当K接通时, 接通时 以下说法正确的是 ( ) (A)副线圈两端的输出电压减小 副线圈两端的输出电压减小 (B)通过灯泡 1的电流减小 通过灯泡L 通过灯泡 (C)原线圈中的电流增大 原线圈中的电流增大 (D)变压器的输入功率增大 变压器的输入耦变压器,它的构造如图所示.线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间加上输入电压,转动滑动 触头P 就可以调节输出电压.图中A为交流电流表,V为交流 电压表, R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,CD两端接恒 压交流电源,变压器可视为理想变压器( ) A. 当动触头P逆时针转动时,电流表读数变大,电压表读数变大 B. 当动触头P逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变大 C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电流表读数变小,电压表 读数变大 D. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电流表读数变大,电压表 读数变小
2
3.变压器各电学参量的决定关系 (a)输入电压 1由原线圈两端电压决定 输入电压U 输入电压 (b)输出电压 2由输入电压 1及匝数比 )输出电压U 由输入电压U n1/n2决定 由负载R和 (c)输出电流 I2由负载 和U2决定 ) (d)I1由I2和n2/n1决定 ) (e)P入由P出决定 )
I R ≠ 0、I L ≠ 0、IC ≠ 0
1.在绕制变压器时,某人误将两个线围绕在如图所示变压 在绕制变压器时, 在绕制变压器时 器铁芯的左右两个臂上,当通以交流电时, 器铁芯的左右两个臂上,当通以交流电时,每个线圈产 生的磁通量都只有一半通过另一个线圈, 生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中 间的臂。已知线圈l、 的匝数之比 的匝数之比N 间的臂。已知线圈 、2的匝数之比 1 ׃N2=2 ,1 ׃在不 , 接负载的情况下 A.当线圈 输入电压 输入电压220V时,线圈 输出电压为 输出电压为110V .当线圈1输入电压 时 线圈2输出电压为 B.当线圈 输入电压 输入电压220V时,线圈 输出电压为 输出电压为55V .当线圈1输入电压 时 线圈2输出电压为 C.当线圈 输入电压 输入电压110V时,线圈 输出电压为 输出电压为220V .当线圈2输入电压 时 线圈l输出电压为 D.当线圈 输入电压 输入电压110V时,线圈 输出电压为 输出电压为110V .当线圈2输入电压 时 线圈1输出电压为
基本题型二:定态计算 基本题型二:
的变压器, 例2.某变电站用原副线圈匝数比为 1:n2的变压器, .某变电站用原副线圈匝数比为n 将远距离输来的电能送到用户,如图所示。 将远距离输来的电能送到用户,如图所示。将变压 器看作理想变压器,当正常工作时, 器看作理想变压器,当正常工作时,下列说法正确 的是( 的是( ) A. 原副线圈电压比为 2:n1 原副线圈电压比为n B.原副线圈电流比为 1:n2 .原副线圈电流比为n C.原副线圈电压比为 1:n2 .原副线圈电压比为n D.变压器的输入功率与输出功率的比为 1:n2 .变压器的输入功率与输出功率的比为n
a c R b d
【巩固练习】如图所示,理想变压器的初级线圈接 交流电源,次级线圈接阻值为R的负载电阻。若与 初级线圈连接的电压表V1的示数为U1,与次级线圈 连接的电压表V2的示数为U2,且U2<U1,则以下判 断中正确的是( ) A. 该变压器输入电流与输出电流之比为U1:U2 B. 该变压器输入功率与输出功率之比为U2:U1
基本题型一: 基本题型一:动态分析 例1:图中原线圈接不考虑内阻的交流电源。 :图中原线圈接不考虑内阻的交流电源。 负载电阻R的滑片向下滑动时 的滑片向下滑动时, 负载电阻 的滑片向下滑动时,变压器的 将如何变化? U1、U2、I1、I2、P入、P出将如何变化?
I I n n
1 2 2
~ U
1
1
U
三.理想变压器的基本规律(输入电流为周 期性变化的变化电流): 1. 1.理想变压器的特征: (a)不漏磁:线圈产生的磁场全部集中在 铁芯内 (b)无能量损失:不计线圈内阻,不发热; 没有其他能量损失,即 P入=P出
2.理想变压器的基本规律 (1)电压关系: U1/U2=n1/n2 )电压关系: (2)频率关系:f1=f2 )频率关系: (3)功率关系:P入=P出 )功率关系: (4)电流关系:I1/I2=n2/n1 )电流关系: