【本讲主要内容】
变压器
教学重点:变压器的工作原理,互感过程的理解。
教学难点:对多个副线圈的变压器,或铁芯“分叉”的变压器,变比关系的推导和理解。 【知识掌握】
【知识点精析】
1、变压器:同一铁芯上缠绕几组线圈构成变压器,最典型的变压器是同一铁芯上缠绕两个线圈,一个称为原线圈,一个称为副线圈,它们的匝数一般是不同的。通用符号如图所示,n1和n2分别表示原线圈和副线圈的匝数。
2、理想变压器:工作时,可以忽略焦耳热和涡流发热(磁能损失)的变压器。 对于理想变压器而言,辅助设施就是完全没有必要的了。
3、变压器的工作
如图所示,介绍变压器的接线常规(说明:副线圈中负载未画出;否则为“空载”状态);
互感的形成;
*法拉第电磁感应定律的应用(回避原电动势和反电动势叠加的过程、相位差问题),注意两边磁通量相等。
E1 = n1 E2 = n2
=
对于理想变压器,导线电阻可以忽略,故 U1 = E1 ,U2 = E2 (副线圈看成一个电源,电动势等于路端电压),所以电压=
即:理想变压器原副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数比。
如果n2<n1,则输出电压低,称降压变压器;
如果n2>n1 ,则输出电压高,称升压变压器。
对于理想变压器,我们除了关心它的电压关系外,还关心它的功率和电流关系
功率声纳网 P1 = P2
电流=
如图所示变压器的电压、功率与电流的关系。
结论: =, =;P1 = P2 + P3 ;n1I1 = n2I2 + n3I3
如图所示变压器的电压、功率与电流的关系设两个副线圈的磁通分配相同)。
答案留作开放式。答: =, =;P1 = P2 + P3 ;2n1I1 = n2I2 + n3I3
小结:从以上的探讨我们发现,变压器的电压关系和电流关系并不是用一个正比和反比可
以简单地概括,而是会随着变压器结构的改变而改变,但是,万变不离其宗,能量守恒定律和法拉第电磁感应定律总是适用的。
4、几种常见的变压器
(1)自耦变压器→调压变压器
(2)互感器
文具盒生产过程
a、电压互感器
b、电流互感器
【解题方法指导】
例1. 一理想变压器,原线圈匝数n1=1100,接在电压220V的交流电源上,当它对11只并联的“36V,60W”灯泡供电时,灯泡正常发光,由此可知该变压器副线圈的匝数n2=_________,通过原线圈的电流I1=_________A。
答案:180,3;由电压关系=可算出=,n2=数字光纤直放站180
由电流关系=,因副线圈上电流I2=110/6A,可得I1=3A
例2. 一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40:1,则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是( )
A. 5A,250V,50kW
B. 5A,10kV,50kW
C. 200A,250V,50kW
D. 200A,10kV,2×103kW拼接处理器
解析:A;由电流关系=,因副线圈上负载电流I2=200A,匝数比40:1,可得I1=5A;由功率关系P1 = P2可得P1=UI=10kV×5 A=50kW=P2,由电压关系=,可算出U2=250V。
例3. 某变电站用原副线圈匝数比为n1:n2的变压器,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,下列说法正确的是( )
A. 原副线圈电压比为n2:n1
B. 原副线圈电流比为n1:n2
C. 原副线圈电压比为n1:n2
D. 矿用可移动式救生舱变压器的输入功率与输出功率的比为n1:n2
答案:C
【考点突破】
【考点指要】
变压器的原理,电压比和电流比。
考察重点是变压器原理及其应用和远程输电,题型多为选择题,本部分不容忽视,同时涉及电路和电磁感应的有关知识。
练一练:如图所示,一理想变压器原线圈的匝数n1=1100匝,副线圈匝数n2=180匝,交流电源的电压(V),电阻R=36Ω,电压表、电流表均为理想电表,则
A. 交流电的频率为50Hz B. A1示数约为
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