理想变压器

理想变压器高三物理人教版授课教师：季茹原线圈加上交变电压，通过线圈的交流电流在铁芯中形成变化的磁通量，副线圈经互感，产生交流电，副线圈相当一新的电源.基本构造工作原理闭合铁芯上绕两组线圈就构成变压器.与交流电电源相接的原线圈称为初级，另一线圈（副线圈）称为次级，次级接负载电阻.理想变压器的基本关系输入功率=输出功率出入PP电压跟匝数成正比：;II;12212121nnnnUU升压减流降压增流2121nnnn(只一原一副成立)31312121;nnUUnnUU332211UIUIUI若一原几副时：电流跟匝数成反比：①由电源决定由电源和匝数比决定与负载无关②随负载变化，③随的增加而增加，1U21,II入P出P2122122;PIIRIIUI负若与匝数比决定由与负载电阻决定由负出入RUnnRUPP2121222)(/规律32,UU四．变压器的应用示意图工作原理通过自感变压，可从零至最大值连续调节所需要的电压把高电压变为低电压，用伏特表测得低电压U2，再根据铭牌上变压比U1/U2，算出被测高电压(n1n2)自耦变压器电压互感器电流互感器把大电流变成小电流，用安培表测得小电流I2，再根据铭牌上变流比I1/I2，算出被测大电流(n1n2)远距离输电在远距离输电中，为传送一定的电功率，尽量减少输电线上的损失，而采取的高压输电措施.初级接升压变压器，到用户再用降压变压器低压配电线输输线损RUPRIP22)(%1001PP用输电%100)(2224PPPPP损2121nnUU1221nnII21PP)2(23rIUU32II损PPP234343nnUU3443nnII34pp工作原理练习：1．如下图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，p为滑动变阻器的滑动触头.U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度则：（）(A).保持U1及P的位置不变，k由a合到b时，I1将增大.(B).保持U1及p的位置不变，k由b合到a时，R消耗的功率减少.(C).保持U1不变，k于a处，使p上滑则I1将增大.(D).保持p位置不变，k于a处，若U1增大，则I1增大.ABD2.有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用,如图所示,升压变压器匝数比为1：4,降压器匝数比为4：1,输电线的总电阻R=4Ω,全校共22个班,每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光则：（1）发电机输出功率多大?（2）发电机电动势多大?（3）输电效率是多少?解:(1)P4=P3==40622=5280wI3=P3/U3=5280/880=6A=I2U3/U4=n3/n4=4/1U3=4220=880VP1=P2=I32R线+P3=(6)24+5280=5424wU2=U线+U3=I3R线+U3=64+880=904VU1/U2=n1/n2=1/4U1=904/4=226VeU1+I1r=226+241=250V(2):I1/I2=n2/n1=4/1I1=I24=64=24A(3):=P4/P1=5280/5424=97.3%五.电磁振荡振荡电流大小和方向都作周期性变化的电流叫做振荡电流振荡电路(LC电路)利用电容器充，放电和线圈自感作用产生振荡电流——原理.能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，如LC电路，K接1给电容器充电后再接2，就可以在LC电路发生电磁振荡.K接1：使C充电直到Q、E、U最大.K接2：C放电，由于L的自感阻碍C放电，i逐渐增大，当i最大时，磁场能最大，而后反向对C充电时由于自感，i逐渐减少.当i=0时，C中电量Q最大，、U都达到最大，而后反向放电.当i逐渐增到最大时Q=0，I对C正向充电Q最大时i=0，完成一个周期的振荡.磁场电场转化EE电E电磁振荡振荡过程的描述电磁振荡的周期、频率在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷及它产生的电场，通过线圈的电流及它产生的磁场，都在作用周期性的变化,称为电磁振荡.(1)振荡过程是电场能与磁场能周期性交替转化过程(2)振荡过程中与电场能相关的物理量：电容器的电量、电压，与磁场能相联系的振荡电流都随时间按正弦规律变化.LCT2LCf21由本身因素决定单位电容器电容单位线圈自感系数F::CH::L六．电磁振荡过程分析振荡电路的状态时刻t=04Tt2TtTt43t=T电容器极板上的电量最多充电零放电反向最大充电反向零放电最多CCCC振荡电流i000iLLiLLi放电反向反向最大充电反向放电正向最大充电电场能最大最大最大零零零零零最大最大磁场能振荡过程q—t图i—t图u—t图q(U.E)与i的变化永远相反七．电磁场及电磁波麦克斯韦的电磁场理论变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场.（正弦变化的电（磁）场能够产生正弦变化的磁（电）场）.（均匀变化的电（磁）场能够产生正弦稳定的磁（电）场）.电磁场变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场.形成电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波.特点（1）电磁波是横波；（2）电磁波是在真空中传播的速度;λf=c→不同的电磁波在其它介质中传播速度不同.f:由波源决定;v由介质和频率决定;λ由v和f决定.(3)电磁波传播不依赖于介质.smc/1000.38电磁波练习:1.某一时刻,LC回路中振荡电流i的方向和电容两板上的带电情况如图所示,振荡电流如何变化?答:____________________________.电场能怎样变化?答:_____________________________.2.如图,LC振荡电路:其中导线及线圈电阻不计,某瞬间回路中的电流方向如箭头所示,且电流正在增大.则()A.这时电容器A板带负电荷,B板带正电荷.B.因电流正在增大,故M,N间的电势差也随之增大.C.题中所述时刻,线圈中产生的感生电动势正在变小.D.题中所示情况N点的电势大于M点的电势.