1、用電器用電器額定工作電壓額定工作電壓用電器用電器額定工作電壓額定工作電壓隨身聽隨身聽3V3V機床上的照明燈機床上的照明燈36V36V掃描儀掃描儀12V12V防身器防身器3000V3000V手機充電手機充電器器4.2V 4.4V 5.3V4.2V 4.4V 5.3V黑白電視機顯像管黑白電視機顯像管 幾萬伏幾萬伏錄音機錄音機6V 9V 12V6V 9V 12V彩色電視機顯像管彩色電視機顯像管 十幾萬伏十幾萬伏 但我們國家民用統一供電均為但我們國家民用統一供電均為220V220V，那么如何，那么如何使這些額定電壓不是使這些額定電壓不是220V220V的電器設備正常工作的的電器設備正常工作的呢？呢？

2、5.4 變壓器第四節第四節 變壓器變壓器第六節 變壓器幾種常見的變壓器 學習目標學習目標一、變壓器的構造一、變壓器的構造二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理三、理想變壓器的電壓與匝數的規律三、理想變壓器的電壓與匝數的規律四、理想變壓器的電流與匝數的規律四、理想變壓器的電流與匝數的規律n1U1原線圈（初級線圈）：原線圈（初級線圈）：跟電源相連，用絕緣線繞成的跟電源相連，用絕緣線繞成的n2U2副線圈（次級線圈）：副線圈（次級線圈）：跟負載相連，用絕緣線繞成的跟負載相連，用絕緣線繞成的閉合鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成。閉合鐵芯是由涂有絕緣漆的硅鋼薄片疊合而成。一、變壓器的構造一、變壓器的

3、構造注意：線圈必須繞在鐵芯上，鐵芯必須是閉合的。注意：線圈必須繞在鐵芯上，鐵芯必須是閉合的。問題：問題：變壓器原線圈和副線圈電路是否相通？變壓器原線圈和副線圈電路是否相通？ 變壓器原副線圈不相通，那么在給原變壓器原副線圈不相通，那么在給原線圈線圈接交變電壓接交變電壓U U1 1后，副線圈兩端的交流后，副線圈兩端的交流電壓電壓U U2 2是怎樣產生的？是怎樣產生的？ U1U2 n1n2結構示意圖結構示意圖n1n2電路中的符號電路中的符號( 不相通）不相通）原線圈原線圈接接 交交流流 電電在鐵芯中在鐵芯中產生變化產生變化的磁通量的磁通量副線圈副線圈產生感產生感應電動勢應電動勢副線圈中副線圈中如有電

4、流如有電流在鐵芯中在鐵芯中產生變化產生變化的磁通量的磁通量原線圈原線圈產生感產生感應電動勢應電動勢二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理互感現象互感現象是變壓器工作的基礎是變壓器工作的基礎二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理 -互感現象互感現象強調：強調： 原、副線圈之間是通原、副線圈之間是通過交變磁場相互聯系的，且過交變磁場相互聯系的，且穿過它們的磁通量始終相等。穿過它們的磁通量始終相等。 從能量的角度看，顯從能量的角度看，顯然變壓器不能產生電能，只然變壓器不能產生電能，只是通過交變磁場傳輸電能。是通過交變磁場傳輸電能。 原原線線圈圈副副線線圈圈鐵芯鐵芯 U1U2n1n2思考：若給原線

5、圈接思考：若給原線圈接直流直流電壓電壓U U1 1，副線，副線圈圈 電壓電壓U U2 2 情況怎樣？情況怎樣？U20問題問題1：原、副線圈不套在閉：原、副線圈不套在閉 合鐵芯上，是否仍然存在互感合鐵芯上，是否仍然存在互感現象？現象？問題問題2：為什么說閉合鐵芯是變壓器的必要組成部分？：為什么說閉合鐵芯是變壓器的必要組成部分？ （鐵芯的作用是什么？）（鐵芯的作用是什么？）（仍存在）（仍存在）如果無鐵芯，原副線圈所激發的交變磁場的磁感線只如果無鐵芯，原副線圈所激發的交變磁場的磁感線只有一小部分穿過對方，漏失的磁感線不會在原副線圈有一小部分穿過對方，漏失的磁感線不會在原副線圈中傳送電能。如有鐵芯，由

6、于鐵芯被磁化，絕大部分中傳送電能。如有鐵芯，由于鐵芯被磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內部，大大提高了變壓器的效率。磁感線集中在鐵芯內部，大大提高了變壓器的效率。原原線線圈圈副副線線圈圈鐵芯鐵芯 U1U2n1n2 如果在能量轉化的過程中能量損失很小，如果在能量轉化的過程中能量損失很小，能夠略去原、副線圈的電阻，以及各種電磁能夠略去原、副線圈的電阻，以及各種電磁能量損失，這樣的變壓器我們稱之為理想變能量損失，這樣的變壓器我們稱之為理想變壓器。這是物理學中又一種理想化模型。壓器。這是物理學中又一種理想化模型。理想變壓器理想變壓器 實際上變壓器的效率都是比較高的，特別是實際上變壓器的效率都是比較高的，

7、特別是電力設備中的巨大變壓器，在滿負荷工作時效電力設備中的巨大變壓器，在滿負荷工作時效率可以達到率可以達到97%99%，所以理論研究時我們，所以理論研究時我們把它當成把它當成100%（理想變壓器）是沒有問題的。（理想變壓器）是沒有問題的。三、理想變壓器的變壓規律三、理想變壓器的變壓規律原、副線圈中產生的感應電原、副線圈中產生的感應電動勢分別是：動勢分別是：E E1 1=n=n1 1/ / t tE E2 2=n=n2 2/ / t t若不考慮原副線圈的內阻有若不考慮原副線圈的內阻有 U U1 1=E=E1 1 U U2 2=E=E2 2 2121nnUU2121nnEE原原線線圈圈副副線線圈圈

8、鐵芯鐵芯 U1U2n1n2 理想變壓器原副線圈的端電壓之比理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個線圈的匝數之比等于這兩個線圈的匝數之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 -升壓變壓器升壓變壓器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -降壓變壓器降壓變壓器2121nnUU四、理想變壓器的變流規律四、理想變壓器的變流規律1. 1.理想變壓器輸出功率應等于輸入功率理想變壓器輸出功率應等于輸入功率即即: : U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2P出出= P入入121221nnUUII2 2、理想變壓器原副線圈的、理想變壓器原副線圈的電流電流跟它們的跟它

9、們的匝數成匝數成反比反比注意注意：此式只適用于有：此式只適用于有一個副線圈一個副線圈的變壓器，不的變壓器，不適用于有多個副線圈的變壓器。適用于有多個副線圈的變壓器。1221nnII一、變壓器的構造一、變壓器的構造 1 1構造：構造： 2 2示意圖示意圖 3 3電路圖中符號電路圖中符號二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理 互感現象互感現象 1 1、變壓器只能改變、變壓器只能改變交流電交流電的電壓和電流的電壓和電流 2 2、能量轉化：電能、能量轉化：電能磁場能磁場能電能電能 3 3、理想變壓器理想變壓器 P P出出P P入入三、理想變壓器的變壓規律三、理想變壓器的變壓規律 U U1 1/U/U

10、2 2=n=n1 1/n/n2 2四、理想變壓器的變流規律：四、理想變壓器的變流規律： I I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1 小結小結 練習練習1 1、理想變壓器原、副線圈的匝數比、理想變壓器原、副線圈的匝數比n n1 1:n:n2 24 4：1 1，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時，圖中電流表線運動切割磁感線時，圖中電流表A A1 1的示數為的示數為12mA12mA，則電流表，則電流表A A2 2的示數為的示數為 （ ） A A3mA B3mA B0 0 C C48mA D48mA D與負載與負載R R的值有關的值有關B1

11、803 A(1) U(1) U1 1=220V, U=220V, U2 2=36V, U=36V, U1 1/U/U2 2=n=n1 1/n/n2 2(2) I(2) I2 2=P=P2 2/U/U2 2=660/36A, I=660/36A, I1 1/I/I2 2=n=n2 2/n/n1 1或或 P P1 1=P=P2 2=660W, I=660W, I1 1=P=P1 1/U/U1 1 練習練習2 2、一理想變壓器，原線圈匝數、一理想變壓器，原線圈匝數 n n1 1=1100=1100，接在電壓，接在電壓220V220V的交流電源上，的交流電源上，當它對當它對11 11只并聯的只并聯的“

12、36V36V，60w”60w”的燈泡的燈泡供電時，燈泡正常發光。由此可知副線供電時，燈泡正常發光。由此可知副線圈的匝數圈的匝數n n2 2=_=_，通過原線圈的電流，通過原線圈的電流 I I1 1 =_ =_。AVR1R2SA A. U . U 增大、增大、I I 增大、增大、P PR R1 1 增大增大C C. U . U 減小、減小、I I 減小、減小、P PR1 R1 減小減小D D. U . U 不變、不變、I I 減小、減小、P PR1 R1 不變不變B B. U . U 不變、不變、I I 減小、減小、P PR1R1 增大增大 練習練習3 3、 如圖所示：理想變壓器的原線圈如圖所示

13、：理想變壓器的原線圈接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。接高電壓，變壓后接用電器，線路電阻不計。S S原來閉合，且原來閉合，且R R1 1=R=R2 2，現將現將S S斷開，那么交流斷開，那么交流電壓表的示數電壓表的示數U U、交流電流表的示數、交流電流表的示數I I 和用電和用電器上器上R R1 1的功率的功率P PR R1 1將分別（將分別（ ） D D 思考：變壓器輸入輸思考：變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大出電壓、電流、功率大小之間的因果關系小之間的因果關系 是是怎樣的？怎樣的？ 練習練習4 4、如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數、如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數比為比為4: 14:

14、 1，原線圈中的電阻，原線圈中的電阻A A與副線圈中的負載與副線圈中的負載電阻電阻B B阻值相等。阻值相等。a ba b端加一交流電壓端加一交流電壓U U后，后，（1 1）兩電阻消耗的功率之比為多少？）兩電阻消耗的功率之比為多少？ （2 2）兩電阻兩端電壓之比為多少？）兩電阻兩端電壓之比為多少？（3 3）B B電阻兩端電壓為多少？電阻兩端電壓為多少？n1n2BAUab（1 1）1:161:16（2 2）1:41:4 （3 3） UB= 174U 作業作業1、三維設計P66 -基礎經典題2、 物理書P59-4、5題U U1 1I I1 1I I2 2n n1 1n n2 2U U2 2R R 變

15、壓器輸入輸出電壓、電流、功率大變壓器輸入輸出電壓、電流、功率大小之間的因果關系小之間的因果關系 1.輸入功率輸入功率P1由輸出功率由輸出功率P2決定；決定； P1P22.U1由電源決定；由電源決定；3.U2由由U1和匝數比決定；和匝數比決定； U2n2/n1U14.I I2由由U2和負載決定；和負載決定； I I2U2R5.I I1由由I I2和匝數比決定；和匝數比決定； I I1n2/n1I I2六、有多個副線圈的理想變壓器的問題六、有多個副線圈的理想變壓器的問題 一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數為線圈匝數為n n1 1，兩個副線圈的匝數分別為

16、，兩個副線圈的匝數分別為n n2 2和和n n3 3，相應的電壓分別為相應的電壓分別為U U1 1、U U2 2和和U U3 3，相應的電流分，相應的電流分別為別為I I1 1、I I2 2和和I I3 3，根據變壓器的工作原理可得，根據變壓器的工作原理可得： 11221UnUn 11332UnUn12由（ ）（ ）式得：2233U(3)UnnPP入出根據得112233I UI UI U -4（ ）134將（ ）（ ）式代入（ ）式得3112223222I UnnI UI Unn1 12233I nI nI n例、一臺理想變壓器原線圈匝數例、一臺理想變壓器原線圈匝數n n1 111001100

17、匝，匝，兩個副線圈的匝數分別是兩個副線圈的匝數分別是n n2 26060匝，匝，n n3 3600600匝。若通過兩個副線圈中的電流分別為匝。若通過兩個副線圈中的電流分別為I I2 21A1A，I I3 34A4A，求原線圈中的電流。，求原線圈中的電流。2.24A2.24A練、如圖所示：理想變壓器的交流輸入電壓練、如圖所示：理想變壓器的交流輸入電壓U U1 1=220V=220V，有兩組副線圈，其中，有兩組副線圈，其中n n2 2=36=36匝，標匝，標有有“6V6V，9W”9W”、“12V12V，12W”12W”的燈泡分別接的燈泡分別接在兩副線圈上均正常發光，求：在兩副線圈上均正常發光，求：

18、（1 1）原線圈的匝數為）原線圈的匝數為n n1 1和另一副線圈的匝數和另一副線圈的匝數n n3 3. .（2 2）原線圈的電流）原線圈的電流I I1 1。n3n2n1（1 1）n n2 2 13201320匝匝 n n3 3= 72= 72匝匝 （2 2）I I1 1=0.095A=0.095A例、在繞制變壓器時，某學生誤將兩個線圈繞在如圖例、在繞制變壓器時，某學生誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器左右兩臂上，當通以交變電流時，每個線所示變壓器左右兩臂上，當通以交變電流時，每個線圈產生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半圈產生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中部的臂，已知線圈的匝

19、數之比通過中部的臂，已知線圈的匝數之比n n1 1:n:n2 22 2：1. 1.在不在不接負載的情況下，則（接負載的情況下，則（ ）A A當線圈當線圈1 1輸入電壓為輸入電壓為220V220V時，時，線圈線圈2 2輸出電壓為輸出電壓為110V110VB B當線圈當線圈1 1輸入電壓為輸入電壓為220V220V時，時，線圈線圈2 2輸出電壓為輸出電壓為55V55VC C當線圈當線圈2 2輸入電壓為輸入電壓為110V110V時，時，線圈線圈1 1輸出電壓為輸出電壓為220V220VD D當線圈當線圈2 2輸入電壓為輸入電壓為110V110V時，時，線圈線圈1 1輸出電壓為輸出電壓為110V110VBDBD 練習、一理想變壓器如圖所示，在練習、一理想變壓器如圖所示，在n n1 1兩端兩端接