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1 .介绍变压器的构造 :

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1 2. 3 4. U 2. U 1. 原线圈. 铁芯. 副线圈. 3 4. 1 2. U 2. U 1. 1 .介绍变压器的构造 :. 原线圈:跟电源相连,用绝缘线绕成的 副线圈:跟负载相连,用绝缘线绕成的 闭合铁芯 : 是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。防止涡流造成能量损失. 2 .变压器的工作原理 :. 问题 : 如果在原线圈上接上恒定电压 , 副线 圈有无电流 . 为什么 ? 接交变电压呢 ?. 问题:原、副线圈并没有直接连接,为 什么副线圈两端的电压表会有读数?. 讨论 :. (1) 套在变压器铁芯上的两只线圈起什么作用?.

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1

2

3

4

U2

U1

原线圈

铁芯

副线圈

3

4

1

2

U2

U1

1.介绍变压器的构造:

原线圈:跟电源相连,用绝缘线绕成的

副线圈:跟负载相连,用绝缘线绕成的

闭合铁芯:是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。防止涡流造成能量损失.

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2.变压器的工作原理:

问题:如果在原线圈上接上恒定电压,副线

圈有无电流.为什么?接交变电压呢?

问题:原、副线圈并没有直接连接,为

什么副线圈两端的电压表会有读数?

讨论:

(1)套在变压器铁芯上的两只线圈起什么作用?

(2)根据分析,原、副线圈即使不套在闭合铁芯上,它们之间仍然存在电磁感应关系,那么为什么说铁芯是变压器的必要组成部分?

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没有铁芯但靠得很近的原、副线圈的确存在互感关系,但它传输电能的效率太差,因为大部分磁感线都流失在线圈外,漏失的磁感线不会在原、副线圈之间起传输电能作用。而铁芯由于被磁化,绝大部分磁感线集中在铁芯上,大大增强了变压器传输电能的效率。

归纳:

原、副线圈有共同的铁芯,穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都相同,由于原、副线圈中有交变电流而发生了互感现象,使电能可以通过交变磁场从原线圈到达副线圈

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理想变压器的规律:

(1)原、副线圈之间的电压关系:

由于原、副线圈中的电流共同产生的磁通量相同,因而这两个线圈的每匝产生的感应电动势相等。

原、副线圈中产生感应电动势大小分别为:

由此得:

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根据自感现象,原线圈中感应电动势E1起阻碍电流变化的作用,跟加在原线圈两端电压U1的作用相反,且电阻很小,则有E1=U1。副线圈相当于一个电源,感应电动势E2相当于电源的电动势,内阻很小,则有E2=U2,

所以得:

若: n2>n1时,U2>U1,称升压变压器

若: n2<n1时,U2<U1,称降压变压器

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(2)变压器原、副线圈功率的关系:

大型变压器铁芯中漏磁可以忽略不计,电能没有通过电磁波辐射出去,铜导线绕成的线圈电阻很小,不计导线上的热损,即无铜损。硅钢片极薄,且彼此绝缘,由于电感产生的涡流可忽略,即无铁损。所以大型变压器均可认为是理想变压器,即无任何电能损失。

因此: P入=P出

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变压器输入功率的大小随输出功率大小变化而变化,副线圈消耗功率越大,原线圈输入的功率就越大.

(3)变压器原、副线圈电流与匝数的关系:

因为:P入=P出,即I1U1=I2U2,而U1/U2=n1/n2

所以:

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UO U1 U2

4[问题讨论]:

(1) U1,U2是哪两端的电压?

U1,U2是原、副线圈两端的电压,不可习惯地以为一定也是原副线圈上所接用电器两端的电压

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U1 U2

如图14-17所示,理想变压器初级线圈接一个灯泡,次级线圈接3个相同的灯泡,均正常发光, 求变压器初、次级匝数之比和U1、U2之比

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(2)变压器能改变直流的电压吗?

图中的T是绕有两组线圈的闭合铁心,线圈绕向如图所示,D是理想二极管(有单向导电性)金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行,磁场方向垂直纸面向里。若电流计G中有电流通过,则ab棒的运动可能是[ ]

A.向左匀速运动

B.向右匀速运动

C.向左匀加速运动

D.向右匀加速运动

E.变加速运动

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例:在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图13所示变压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,另一半通过中间的臂。已知线圈1、2的匝数之比n1/n2=2:1。在不接负载的情况下

A.当线圈1输入电压220伏时,线圈2输出电压为110伏。

B.当线圈1输入电压220伏时,线圈2输出电压为55伏。

C.当线圈2输入电压110伏时,线圈1输出电压220伏。

D.当线圈2输入电压110伏时,线圈1输出电压为110伏

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(4)如何计算用双线绕制的变压器的电压比?

例如图15所示,一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd(匝数都是n1)、ef和gh(匝数都是n2)组成,用I1和U1表示输入电流和电压,I2和U2表示输出的电流和电压。在下列二种连接法中,电压和电流比为多少?

(A)b与c相连,以a、d为输入端;f与g相连,e、h为输出端

(B)a与c相连,b与d相连作为输入端;f与g相连,以e、h为输出端。

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(5)若副线圈有多组线圈组成,变压器规律怎样

A、理想变压器电压跟匝数的关系:

B、理想变压器功率的关系:

P入=P出

即:U1I1= U2I2+ U3I3

C、理想变压器电流跟匝数的关系:

n1I1=n2I2+ n3I3

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(6)副线圈的电流频率多大?

副线圈的电流频率与原线圈相同

5、变压器规律应用:

例1:有一匝数比为10:1的变压器,当原线圈两端所加电压为图甲所示的规律变化时,试画出副线圈输出电压随时间变化图线。

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uab

ucd

0

0

T/2 T t

T/2 T t

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2、如图17所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R.开始时,电键K断开,当K接通时,以下说法中正确的是:

A.副线圈两端M、N的输出电压减小。B.副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大。

C.通过灯泡L1的电流减小。D.原线圈中的电流增大。

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例3、(2000年北京、安徽春季高考题)如图14-15所示,理想变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2=4∶1原线圈回路中电阻A与副线圈回路中负载电阻B相等.a、b端加一定交流电压后,两电阻消耗的电功率之比PA∶PB=,两电阻两端电压之比uA∶uB=.
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4.如图14-18所示是一个理想变压器,K为单刀双掷电键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈上的电流强度,则()

A.保持U1及P的位置不变,K由a合在b时,I1将增大

B.保持P的位置及U1不变,K由b合在a时,R消耗的功率减小

C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑I1将

D.保持P的位置不变,K合在a时,若U1增大,I1将增大

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如图所示,交流发电机电动势的有效值ε=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω的指示灯连接变压器。变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都是“6V 0.25W”,灯泡都正常发光,导线电阻不计。求:(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比;(2)发电机的输出功率。
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如图16-2所示电路中要使电流表读数变大,可采用的方法有 ( )

A .将R上的滑片向上移动.

B . 将R上的滑片向下移动.

C .将电键S由1掷向2

D. 将电键S由1掷向3

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将电阻R1和R2如图16-3甲所示接在变压器上,变压器原线圈接在电压恒为U的交流电源上,R1和R2上的电功率之比为2:1,若其它条件不变,只将R1和R2改成如图乙接法,R1和R2上的功率之比为1:8。若甲图中原线圈电流为I1,乙图中原线圈电流为I2,求:(1)两组副线圈的匝数之比;(2)I1和I2之比。
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