变压器

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家庭用电器正常工作时的额定电压是不相同的,如下图所示。

我们都知道,我国民用电压统一供电电压为220V,那上面这些用电器是怎样正常工作的呢?怎样让输入用电器的电压为其额定电压呢?这就是本节所学的知识了——变压器


变压器:能提供不同交变电压的设备。如下图

常见的变压器

变压器的结构

变压器的结构简图如下图所示,主要包过三个:原线圈(初级线圈)、闭合铁芯、副线圈(次级线圈)。

①原线圈(初级线圈):匝数一般用n1表示,线圈两端的电压用U1表示,外界与交变电源相连接,将电能转化成磁场能,产生交变磁场。

②闭合铁芯:形成闭合磁路,减小磁场能损失。

③副线圈(次级线圈):其匝数用n2表示,线圈两端的电压用U2表示,将磁场能转化成电能输出。

变压器的工作原理

当原线圈通有交流电,会在铁芯内产生变化的磁场,副线圈处在铁芯的磁场内,将产生感应电流(互感现象),原副线圈的磁场变化情况是一样的,所以原副线圈的ΔΦ/Δt相同(忽略磁场能损失)。

如果原线圈通直流电,副线圈不会产生感应电流。

根据法拉第电磁感应定律

对于原线圈:

对于副线圈:

联立以上两式:

当能量的传递过程中无损失时,此时的变压器我们称作理想变压器。(做题过程中,除非特殊说明,都是理想变压器)

理想变压器的条件:

1、铁芯封闭性良好,无磁泄露。

2、原副线圈电阻不计。

3、铁芯内感应涡流不计。

理想变压器的规律

理想变压器:E1=U1,E2=U2。即

原副线圈两端的电压跟匝数成正比。

因为是理想变压器,无能量损失,所以输入功率等于输出功率。即

结合,可得:

即:理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。(只适用于一个副线圈情况)

理想变压器的原、副线圈的基本关系总结

1、电压关系

2、功率关系

3、电流关系

只适用于一个副线圈情况

4、周期、频率关系

T1=T2

f1=f2

如何实现用变压器升高或降低电压?

根据公式

1、当n2 >n1 时,有U2>U1,变压器为升压变压器。

2、当n2<n1 时,有U2<U1,变压器为降压变压器。

理想变压器的动态电路分析


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