4.2变压器讲义.ppt

一、变压器输入输出电压、电流、功率之间的因果关系 U2＝n2/n1·U1 2.U2由U1和匝数比 决定； 1.U1由电源决定； I1＝n2/n1·I2 4.I1由I2和匝数比决定； I2＝U2／R 3.I2由U2和负载决定； 5.P2由U2和负载决定； P2＝U22／R 6. P1由P2决定； P1＝P2 电源 U1 U2 P2 P1 I2 I1 U2＝n2/n1·U1 I2＝U2／R I1＝n2/n1·I2 P2＝U22／R P1＝P2 一、变压器输入输出电压、电流、功率之间的因果关系 福建省罗源第一中学 4.2 变压器 在输电过程中，电压必须进行调整。 用电器 额定工作电压 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 1~2万伏 录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 3~4万伏 在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？ 生活中需要各种电压 需改变电压，以适应各种不同电压的需要。 变压器 变压器就是改变交流电压的设备 城乡变压器 各式变压器 可拆式变压器 变电站的大型变压器 观察变压器结构 ? 2.示意图 一、变压器的构造 铁芯 原线圈 副线圈 3.电路图中符号 铁芯与线圈互相绝缘 n1 n2 1.构造： （1）闭合铁芯 （2）原线圈(初级线圈) （3）副线圈(次级线圈) 思考与讨论 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。如果接的是直流电，小灯泡会发光吗？ 原线圈 接 交 流 电 在铁芯中 产生变化 的磁通量 副线圈 产生感 应电动势 在铁芯中 产生变化 的磁通量 二、变压器的工作原理 ——互感现象 副线圈 有 交 流 电 原线圈 产生感 应电动势 变压器通过闭合铁芯，利用电磁感应现象实现了： 电能 → 磁场能 → 电能 (U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2) 二、变压器的工作原理 ～ ～ ——互感现象 实验结论 误差允许范围内 ～ ～ 思考： 1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？ 2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？ 分析：若无铁芯或铁芯不闭合，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：电能→磁能→电能。铁芯起到了能量转换的作用。 故变压器只有工作在交流电路中。（原线圈接的电流、电压要变，才会有电磁感应现象，变压器才可以起到变压作用。） 因为原副线圈共用一个闭合铁芯，所 以原副线圈中的磁通量，磁通量的变 化量 、磁通量的变化率都相同。 即原副线圈每匝产生的感应电动势相同。 无磁损 无铜损 无铁损 理想变压器的特点： 理想变压器模型 ——没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。 理想变压器也是一个理想化模型。 请根据电磁感应原理推导变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。 三、理想变压器的规律 ～ ～ I1 I2 n1 n2 U1 U2 根据法拉第电磁感应定律得：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 a、n2 n1 U2U1——升压变压器 b、n2 n1 U2 U1——降压变压器 注：此公式无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。 1、电压关系：理想变压器原副线圈的电压跟它们的匝数成正比 2、功率关系： 即: U1I1=U2I2 P1= P2 3、电流关系：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 理想变压器输入功率等于输出功率 功率关系 理想变压器不计铜损、铁损及漏磁，所以输入功率等于输出功率．当副线圈为断路时，原线圈输入功率为零．对有多个副线圈输出时，输入功率等于副线圈上输出功率之和． 频率关系 变压器不能改变交变电流的频率，