新课标人教版3-2选修三54变压器2

新课标人教版3-2选修三54变压器2内容摘要：

副线圈（每匝）的磁通量 Φ 及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势 与它们的匝数成正比． 3．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置． 4．理想变压器的基本关系 （ 1）输出功率等于输入功率 P 出 ＝ P 入 ， U1I1 ＝ U2I2． （ 2）原副线圈两端的电压 跟匝数成正比， 2121 nnUU ． （ 3）原副线圈中的电流跟匝数成反比（仅限一个副线圈）， 1221 nnII  ． （ 4）原副线圈的交变电流的周期 T和频率 f相同． 5．理想变压器的三个决定关系 （ 1）理想变压器输出功率决定输入功率．当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零，并且输入功率随着负载的变化而变化．若同时有多组副线圈工作，则 U1I1＝ U2I2＋ U3I3＋ … ＋ UnIn成立． （ 2）理想变压器副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比所决定．无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压 都满足 332211 nUnUnU  ＝ … ． （ 3）理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流．原线圈中的电流随副线圈中电流的增 大而增大，当有几组副线圈时，原、副线圈中的电流关系为 n1I1＝ n2I2＋ n3I3＋ … ，其中 n n3… 为工作的副线圈的匝数． 说明：（ 1）理想变压器工作时，若增加负载，相当于负载电阻减小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大；若减少负载，相当于负载电阻增大，从而副线圈中的电流减小，此时原线圈中的电流减小；若副线圈空载时，副线圈中的电流为零，那么原线圈中的电流也为零． （ 2）原副线圈如果分别采用双线绕制，使原副线圈都 是由两个线圈组合而成，当电流通过时，要根据在线圈中形成的磁通量方向确定其等效匝数． （ 3）接在原、副线圈回路中的电表均视为理想电表，其内阻的影响忽略不计． 三、几种常用的变压器 1．自耦变压器 （ 1）自耦变压器的示意图如图 17－ 4－ 2 所示． 图 17－ 4－ 2 （ 2）特点：铁芯上只绕有一个线圈． （ 3）用途：可升高电压，也可降低电压．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图 17－ 4－ 2 甲）；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图 17－ 4－ 2 乙）． 2．调压 变压器 （ 1）构造：线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上，如图 17－ 4－ 3 所示． 图 17－ 4－ 3 （ 2）变压方法： AB之间加上输入电压 U1，移动滑动触头 P的位置就可以调节输出电压 U2． 3．互感器 （ 1）用途：把高电压变成低电压，或把大电流变成小电流． （ 2）分类： ①电压互感器 如图 17－ 4－ 4所示，用来把高电压变成低电压．它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表．根据电压表测得的电压 U2 和铭牌上注明的变压比（ U1/U2），可以算出高压电路中的电压．为了工作安全，电压互感器的铁壳和副线圈应该接地． 图 17－ 4－ 4 图 17－ 4－ 5 ②电流互感器 如图 17－ 4－ 5所示，用来把大电流变成小电流．它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表．根据电流表测得的电流 I2 和铭牌上注明的变流比（ I1/I2）可以算出被测电路中的电流．如果被测电路是高压电路，为了工作安全，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地． 问题全解 问题 1：变压比、变流比公式的适用范围． 理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比的关系式 2121 nnUU ，不仅适用于原、副线圈只有一个的情况．而且适用于有多个副线圈的情况．这是因为理想变压器的磁 通量是全部集中在铁芯内的，因此穿过每组线圈的磁通量的变化率是相同的，因而每组线圈中产生的电动势和匝数成正比．在线圈内阻不计的情况下，线圈两端的电压就等于线圈中产生的电动势，故每组线圈两端电压都与匝数成正比．可见公式 2121 nnUU 是普遍适用的关系式，既适用于原、副线圈间电压的计算．也适用于任意的两个副线圈间电压的计算，但理想变压器原、副线圈中电流与匝数成反比的关系式 1221 nnII  只适用于原、副线圈各有一个的情况，一旦有两个或多个副线圈时，该关系式便不适用．这种情况下，可应用理想变压器输入功率和输出功率相等的关系列出关系式 U1I1＝ U2I2＋ U3I3＋ … ＋ UnIn来确定电流间的关系． 问题 2：变压器能否改变直流电压。 变压器是利用电磁感应原理来改变电压的装置．要产生感应电动势，必有磁通量发生变化．当原线圈加上交流电时，原线圈产生的交变的磁通量通过副线圈时就产生感应电动势；若原线圈中通以恒定电流，则在铁芯中产生恒定的磁通量，副线圈中虽有磁通量通过，但磁通量不变化，因此副线圈中不能产生感应电动势，当然就不能变压了． 但是，若在原线圈中通以方向不变而大小变化的脉冲电流，同样也可以达到变压的目的．汽车、摩托车就是内设一个特殊开关，产生脉冲电流送 入变压器中，获得高电压来提供汽油机的点火电压。