文档介绍：电能的输送
教学目标:
,掌握理想变压器的电流、电压与匝数的关系.
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教学重点:理想变压器的电流、电压与匝数的关系
教学难点:变压器的工作原理
教学方法:讲练结合,计算机辅助教学
教学过程:
一、理想变压器
、作用、原理及特征
构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁芯上构成变压器.
作用:在输送电能的过程中改变电压.
原理:其工作原理是利用了电磁感应现象.
特征:正因为是利用电磁感应现象来工作的,所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压.
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在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律有:,
忽略原、副线圈内阻,有 U1=E1 , U2=E2
另外,考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等,于是又有
由此便可得理想变压器的电压变化规律为
在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”),有
而而
于是又得理想变压器的电流变化规律为
由此可见:
(1)理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别.)
(2)理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式.
这里要求熟记理想变压器的两个基本公式是:⑴,即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。⑵P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
需要特别引起注意的是:
⑴只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有:
⑵变压器的输入功率由输出功率决定,往往用到:,即在输入电压确定以后,输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比,与原线圈匝数的平方成反比,与副线圈电路的电阻值成反比。式中的R表示负载电阻的阻值,而不是“负载”。“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。实际上,R越大,负载越小;R越小,负载越大。这一点在审题时要特别注意。
【例1】n2 L
n3 R
220V
n1
理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=800 0匝,电源电压为U1=220V。n2上连接的灯泡的实际功率为36W,测得初级线圈的电流为I1=,求通过n3的负载R的电流I3。
解:由于两个次级线圈都在工作,所以不能用I∝1/n,而应该用P1=P2+P3和U∝n。由U∝n可求得U2=36V,U3=1000V;由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=。
【例2】在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是
A
A
A
A
零线
火线
火线
零线
零线
火线
零线
火线
A. B. C. D.
解:电流互感器要把大电流变为小电流,因此原线圈的匝数少,副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原