變壓器

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家庭用電器正常工作時的額定電壓是不相同的,如下圖所示。

我們都知道,我國民用電壓統一供電電壓為220V,那上面這些用電器是怎樣正常工作的呢?怎樣讓輸入用電器的電壓為其額定電壓呢?這就是本節所學的知識了——變壓器。


變壓器:能提供不同交變電壓的設備。如下圖

常見的變壓器

變壓器的結構

變壓器的結構簡圖如下圖所示,主要包過三個:原線圈(初級線圈)、閉合鐵芯、副線圈(次級線圈)。

①原線圈(初級線圈):匝數一般用n1表示,線圈兩端的電壓用U1表示,外界與交變電源相連接,將電能轉化成磁場能,產生交變磁場。

②閉合鐵芯:形成閉合磁路,減小磁場能損失。

③副線圈(次級線圈):其匝數用n2表示,線圈兩端的電壓用U2表示,將磁場能轉化成電能輸出。

變壓器的工作原理

當原線圈通有交流電,會在鐵芯內產生變化的磁場,副線圈處在鐵芯的磁場內,將產生感應電流(互感現象),原副線圈的磁場變化情況是一樣的,所以原副線圈的ΔΦ/Δt相同(忽略磁場能損失)。

如果原線圈通直流電,副線圈不會產生感應電流。

根據法拉第電磁感應定律

對于原線圈:

對于副線圈:

聯立以上兩式:

當能量的傳遞過程中無損失時,此時的變壓器我們稱作理想變壓器。(做題過程中,除非特殊說明,都是理想變壓器)

理想變壓器的條件:

1、鐵芯封閉性良好,無磁泄露。

2、原副線圈電阻不計。

3、鐵芯內感應渦流不計。

理想變壓器的規律

理想變壓器:E1=U1,E2=U2。即

原副線圈兩端的電壓跟匝數成正比。

因為是理想變壓器,無能量損失,所以輸入功率等于輸出功率。即?

結合,可得:

即:理想變壓器原副線圈的電流跟它們的匝數成反比。(只適用于一個副線圈情況)

理想變壓器的原、副線圈的基本關系總結

1、電壓關系

2、功率關系

3、電流關系

只適用于一個副線圈情況

4、周期、頻率關系

T1=T2

f1=f2

如何實現用變壓器升高或降低電壓?

根據公式

1、當n2 >n1 時,有U2>U1,變壓器為升壓變壓器。

2、當n2<n1 時,有U2<U1,變壓器為降壓變壓器。

理想變壓器的動態電路分析

高中物理知識點總結

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