變壓器課件 粵教版物理選修3-2《第二章交變電流》課堂學(xué)習(xí)與每周復(fù)習(xí)指導(dǎo)

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1、粵教版物理選修 3-2《第二章 交變電流》課堂學(xué)習(xí)與每周復(fù)習(xí)指導(dǎo) 2018 年 3 月下旬至 4 月上旬 三、變壓器是電磁感應(yīng)定律的技術(shù)應(yīng)用，是輸送交流電的重要電氣設(shè)備，也是交流電能夠被廣泛使用的技術(shù)保障； 1. 變壓器傳輸電能時(shí)，各部分上發(fā)生的物理現(xiàn)象以及存在的基本關(guān)系； 1 E3 3 2 E3 3 ⑴原線圈 （ n1 , r1 ） ⑵閉合鐵芯 ⑶副線圈 （ n2 , r 2

2、 ） 交變電源 E 交變輸入電壓 U 1 交變輸入電流 I 1 交變磁場 B 交變磁通量 1 交變磁通量 3 交變磁通量 2 交變電動勢 E1 交變電動勢 E3 交變電動勢 E2 渦流 I 3 交變輸出電壓 U 2 交變輸出電流 I 2 負(fù)載 ①功率傳輸： 輸入功率 P1 U 1 I 1 輸出功率 P2 U 2 I 2 ②電熱損耗： 銅損 P1 I

3、1 2 r1 鐵損 P3 I 3 E3 銅損 P2 I 2 2 r2 ③自感互感： 原線圈上 E1 n1 1 副線圈上 E2 n2 2 t t ④電壓傳輸： 原線圈上 U 1 E1 I 1r1 副線圈上 U 2 E2 I 2 r2 2. 傳輸效率 P2 100% 的變壓器，可被當(dāng)作是理想變壓器 （無銅損、無鐵損、 P1 無漏磁）。理想變壓器原、副線圈上的電壓 U 1 和 U 2 之間有確定的數(shù)量

4、關(guān)系： ⑴ 忽略漏出閉合鐵芯之外的磁場，可得 : 1 23 ，所以 E1 : E2 ； ⑵ 忽略原、副線圈電阻 r1 、 r2 ，可得： U 1 E1 ， U 2 E2 ； 所以理想變壓器原線圈每一匝的電壓 U 1 和副線圈每一匝的電壓 U 2 ； n1 n2 第 7 頁 粵教版物理選修 3-2《第二章 交變電流》課堂學(xué)習(xí)與每周復(fù)習(xí)指導(dǎo) 2018 年 3 月下旬至 4 月上旬 3. 變壓器傳輸電能的過程既符合 定律，又符合 定律。 表現(xiàn)為原、副線圈中的交變電流在頻率 f

5、、功率 P、電壓 U、電流強(qiáng)度 I 之間都 有確定的數(shù)量關(guān)系； 實(shí)際變壓器 理想變壓器 （線圈發(fā)熱，鐵芯發(fā)熱，鐵芯漏磁） ( 不計(jì) ，不計(jì) ，不計(jì) ） ⑴頻率關(guān)系 f出 f 入 f出 f入 ⑵功率關(guān)系 P出 P入 P出 P入 ⑶電壓關(guān)系 U 1 t = = n1 ...

6、... ⑷電流關(guān)系 一原一副時(shí)： I1 I 2 4. 變壓器的原線圈和副線圈通過閉合鐵芯發(fā)生互相感應(yīng)，將交變電源的電能從原線圈傳輸?shù)礁本€圈，因此理想變壓器的輸入和輸出之間有確定的制約關(guān)系； ⑴ 原線圈的匝數(shù) n1 和輸入電壓 U 1 決定了將會在每一個(gè)線圈的每一匝上產(chǎn)生多大的感應(yīng) 電動勢 ，所以輸出電壓 U 2 是由副線圈的匝數(shù) n2 以及 共同決定的。 t 由此可知，理想變壓器的電壓制約關(guān)系是： 電壓決定 電壓； ⑵

7、 輸出電流 I 2 產(chǎn)生的磁場 B2 總是阻礙輸入電流 I 1 產(chǎn)生的磁場 B1 的變化，而原線圈的匝 數(shù) n1 和輸入電壓 U 1 決定了鐵芯中的合磁場 B 將會有多強(qiáng)和怎樣變化， 所以當(dāng)輸出端的負(fù)載 發(fā)生變化， 使副線圈中的 I 2 增大（或減小） 時(shí)，原線圈中的電流 I 1 也會 ， 才能使合磁場 B 在負(fù)載變化前和變化后仍然保持相同。 由此可知，理想變壓器的電流制約關(guān)系是： 電流決定 電流， 功率制約關(guān)系是： 功率決定 功率； 5. 自耦變壓器、電流互感器、電壓互感器都是特種變壓器； ⑴ 自耦變壓器 ⑵ 電流互感器 ⑶ 電

8、壓互感器 ⑴自耦變壓器 ：輸入、輸出共用同一個(gè)線圈， 體積小， 效率高； 能連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓， 當(dāng) A、 B 間接交流電源時(shí)，用做 變壓器，當(dāng) P、 B 間接交流電源時(shí)，用做 變壓器； ⑵電流互感器 ：將大電流轉(zhuǎn)化為小電流進(jìn)行測量， 要將匝數(shù) 的線圈 接入被測電路； ⑶電壓互感器： 將高電壓轉(zhuǎn)化為低電壓進(jìn)行測量， 要將匝數(shù) 的線圈 接入被測電路； 第 8 頁 粵教版物理選修 3-2《第二章 交變電流》課堂學(xué)習(xí)與每周復(fù)習(xí)指導(dǎo) 2018 年 3 月下旬至 4 月上旬 第 9 頁