第26讲 变压器的综合应用

课堂练习
例4、如图所示，理想变压器的原．副线圈匝数之比 为n1：n2=4：1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回 路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一交流电压 后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB=______；两电 阻两端的电压之比UA：UB=______．
解析：根据变压器原副线圈 电流与匝数成反比得 IA：IB=1：4 电阻消耗的功率为P=I2R 所以两电阻消耗的电功率之比PA：PB=1：16 电阻两端的电压为U=IR 所以两电阻两端的电压之比UA：UB=1：4
n2：n3=6：12=1：2
故n3=72匝 n1：n2=220：6=55：3 所以n1=660匝
（2）根据输入功率等于输出功率
220I1=9+12
得：I1

21 220
A
“日”字形理想变压器问题
如图所示，若将两个线圈和绕在“日”字形铁芯 的左右两个臂上，当通入交流电时，每个线圈产 生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半 通过中间的臂．若在线圈1两端加上电压U1，则线 圈2两端的电压U2=?
高中 物理 选修3—2
第26讲 变压器的综合应用
主讲教师 王小平
对理想变压器特点的理解、应用
理想变压器特点： ①变压器铁芯内无漏磁。即磁通量守恒，ΔΦ1=ΔΦ2 ②原、副线圈不计内阻。即输入、输出功率守恒，P入=P出。 （无铜损、铁损、磁损）
例1、如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两 个线圈，上线圈两端与u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈 两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（ A ） A．2.0V B．9.0V C．12.7V D．144.0V
练8、 如图所示：理想变压器的原线
圈接高电压，变压后接用电器，线路
电阻不计。S原来闭合，且R1=R2，现 将S断开，那么交流电压表的示数U、
交流电流表的示数I和用电器R1的功
率P1将分别是（ D ）
A. U 增大、I 增大、P1 增大 B. U 不变、I 减小、P1 增大 C. U 减小、I 减小、P1 减小 D. U 不变、I 减小、P1 不变
课堂练习
例6、如图所示理想变压器输入的交
流电压U1=220V，有两组副线圈，其 中n2=36匝，标有“6V 9W”、 “12V 12W”的电灯分别接在两副线圈
上均正常发光，求：
（1）原线圈的匝数n1和另一副线圈 的匝数n3； （2）原线圈中电流I1．
解析：（1wenku.baidu.com由于两灯泡正常发光，所以
U2=6V，U3=12V，根据电压与匝数成正比 知两副线圈的匝数比有
对于理想变压器有，
n1
n2
U1 E1
U2 E2
E1

n1
1 t
E2

n2
2 t
1 22
U1 2n1 U2 n2
课堂练习
例7、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图所 示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生 的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中部的 臂，已知线圈的匝数之比n1:n2＝2：1.在不接负载的情况
课堂练习
例5、如图所示，一理想变压器，原副线圈的匝数比 为n1：n2=3：1，有四只完全相同的灯泡连入电路，
若L2、L3、L4均能正常发光，则灯泡L1 （ A ）
A. 能正常发光 B. 较另三灯暗些 C. 将会烧坏 D. 不能发光
有多个副线圈的理想变压器的问题
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为
n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器 的工作原理可得：
由法拉第电磁感应定律有：
E1

n1
1 t

u1
E2

n2
2 t
u2
由理想变压器特点之二： 输入、输出功率守恒，P入=P出。
I1U1＝I 2 U 2＋I3 U 3
E3

n3
1 t
变压器与交流电的综合
例2、某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所 接电源电压按图所示规律变化，副线圈接有负载，下
列判断正确的是（ D ）
A．输出电压的最大值为36 V B．原、副线圈中电流之比为55：9 C．变压器输入、输出功率之比为55：9 D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz
下，则（ BD ）
A．当线圈1输入电压为220V时， 线圈2输出电压为110V B．当线圈1输入电压为220V时， 线圈2输出电压为55V C．当线圈2输入电压为110V时， 线圈1输出电压为220V D．当线圈2输入电压为110V时， 线圈1输出电压为110V
理想变压器中的动态变化问题
关键： ①弄清题中的已知、定值条件， ②理顺相关物理量间的决定关系。 思考讨论1： 电源电源、变压器原、副线圈端电压间的 关系如何？ 思考讨论2： 变压器的输入功率与输出功率之比一定是1吗？ 它们间的依赖关系如何？ 思考讨论3： 变压器原、副线圈中电流的依赖关系如何？
A
S
~
V R1 R2
课堂练习
例9、如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
解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分
别为U1、U2、I1、I2． 根据理想变压器的输入功率等于输出功率，
有；I1U1=I2U2 当I2=12 mA时，I1即为熔断电流． 代入数据得,I1=0.98 A
(2)根据理想变压器的输入功率等于输出功 率，有
p1 I2U2
代人数据，得P1 =180 W

u3
由理想变压器特点之一：
磁通量守恒，有ΔΦ1=ΔΦ2=ΔΦ3
U1 U2 U3 n1 n2 n3
I1U2
n1 n2

I2U2 I3U2
n3 n2
I1n1 I2n2 I3n3
可见，对于有多个副线圈的理想变
压器电流与匝数不再成反比.
可见，对于有多个副线圈的理想变 压器电压仍与匝数成正比.
课堂练习
例3、如图所示，一个变压器(可视为理 想变压器)的原线圈接在220V的市电上， 向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电， 使它正常发光．为了安全，需在原线圈 回路中接入熔断器，使副线圈电路中电 流超过12mA时，熔丝就熔断． （1）熔丝的熔断电流是多大? （2）当副线圈电路中电流为10mA时．变 压器的输入功率是多大?