高中物理之变压器知识点
变压器的基础知识

变压器的基础知识一.变压器:是一种静止的电机,它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。
换句话说,变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。
二.结构:铁心和绕组:变压器中最主要的部件,他们构成了变压器的器身。
铁心:构成了变压器的磁路,同时又是套装绕组的骨架。
铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。
铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。
铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。
硅钢片有热轧和冷轧两种,其厚度为0.35~0.5mm,两面涂以厚0.02~0.23mm的漆膜,使片与片之间绝缘。
绕组:绕组是变压器的电路部分,它由铜或铝绝缘导线绕制而成。
一次绕组(原绕组):输入电能二次绕组(副绕组):输出电能他们通常套装在同一个心柱上,一次和二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。
其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。
从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。
由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。
其他部件:除器身外,典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。
三.额定值额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。
额定值通常标注在变压器的铭牌上。
变压器的额定值主要有:1.额定容量S N额定容量是指额定运行时的视在功率。
以 VA 、kVA 或MVA 表示。
由于变压器的效率很高,通常一、二次侧的额定容量设计成相等。
2.额定电压U 1N 和U 2N正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。
二次侧的额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。
高考物理变压器知识点

高考物理变压器知识点(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中物理第十一章第2讲变压器

体。以下判断正确的是( )
A.电压表的示数等于5 V B.电压表的示数等于 V C.实现点火的条件是 =1 000 D.实现点火的条件是 <1 000 【解题探究】(1)在交流电路中,交流电压表测量的是交流电压的_______。 (2)变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系:_______
考点 1 理想变压器的工作原理和基本量的关系(三年12考) 深化理解 【考点解读】 工作原理
2.理想变压器及其原、副线圈基本量的关系
理想 变压器
①没有能量损失(铜损、铁损) ②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基本关系
功率关系
P入=P出
电压 关系
原、副线圈的电压比等于匝数比,与负载情况、副线圈个数的多少无关
P入=P出
降压
升压
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——调压变压器。 电压互感器:把_______变成_______。 电流互感器:把_______变成_______。
高电压
低电压
大电流
小电流
(2)互感器
变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之增大。( )
【解析】选B。由于副线圈电压由原线圈决定,则不论负载如何变化,电压表的读数不变,始终为有效值100 V,B正确,C错误;交流电每个周期内氖泡发光两次,每秒发光100次,则氖泡发光频率为100 Hz,A错误;开关断开后,负载电阻增大、电流减小,则变压器的输出功率减小,D错误。
考点 2 理想变压器的动态分析 (三年7考) 解题技巧 【考点解读】 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 匝数比不变的情况(如图所示)
副线圈为最大匝数1 900匝时,输出电压最大
高中物理之理想变压器知识点

高中物理之理想变压器知识点一、理想变压器的基本规律原、副线圈的电压比等于原、副线圈的匝数之比,即1. 只有一个副线圈时,即“一一对应”时,有;2. 有多个副线圈时:由P入=P出,得或原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即二、各个物理量的决定关系1、由,可知U1决定U2,即原线圈两端的电压决定副线圈两端的电压;2、由,可知I2决定I1,即副线圈中的电流决定原线圈中的电流;3、由P入=P出可知,P出决定P入,即副线圈中的功率决定原线圈中的功率,且功率按需分配.三、典型问题和方法1、理想变压器基本公式的应用例1、如图1所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器. 若已知甲的变压比为500:1,乙的变流比为200:1,并且已知加在电压表两端的电压为220V,通过电流表的电流为5A,则输电线的输送功率为()A.B.C.D.分析:理想变压器是利用互感的原理工作的,只能改变交变电流的电压和电流。
且遵循如下规律:电压与匝数成正比,即;当原、副线圈“一一对应”时,有解析:根据理想变压器的原、副线圈电压比可知,输电线上的电压. 再根据理想变压器的原、副线圈电流比可知,输电线上的电流. 由功率公式得. 故选项D正确。
2、多个副线圈的变压器问题例2、如图2所示,理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝,副线圈有两个线圈,匝数分别为n2=500匝,n3=200匝,并分别接一个阻值为R=55Ω的电阻,在原线圈1两端接U1=220V的交流电压时,求:(1)两副线圈输出的电功率之比= ;(2)原线圈中的电流I1= A.分析:对于两个以上的副线圈的理想变压器,电压与匝数成正比是成立的,而电流与匝数成反比的规律不成立. 但在任何情况下电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即P入=P出求解。
对于理想变压器,已知n1、n2、n3以及U1可由,分别求出U2和U3. 再根据,求出。
又依据欧姆定律可求出I2和I3,最后由,可求得I1。
高中物理变压器知识点

高中物理变压器知识点高中物理变压器知识点总结了解变压器的构造和原理,知道理想变压器原副线圈中电流、电压、功率的关系,会对变压器的动态变化进行分析,掌握电能输送的简单模型,了解远距离输电的原理并能进行相关计算高中物理变压器知识点整理1.变压器构造:变压器由原线圈、铁芯和副线圈组成。
2.变压器工作原理(1)在变压器原线圈上加交变电压U1,原线圈中就有交变电流通过,在闭合铁芯中产生交变的磁通量,这个交变磁通量穿过副线圈,在副线圈上产生感应电动势,感应电动势等于副线圈未接入电路时的电压U2;(2)因每匝线圈上的感应电动势是相等的,匝数越多的线圈,感应电动势越大,电压越高。
原线圈匝数为n1,原线圈匝数为n2,如果n2>n1,则U2>U1,这种变压器叫升压变压器;如果n2高中物理变压器知识点问题变压器输出端空载,变压器输入端有电流。
即使是理想变压器,输入端都有电流。
这时输入电压与初级线圈,形成一个回路,是纯电感电路。
有电流,建立磁场。
[形成磁场能]。
接着磁场能又会转化成电能,回输给电源,如是反复,初级线圈就总存在着电流。
就理想变压器来说,这过程是不消耗能量,但电流在输电线上来回震荡,在电线上是耗能的。
1,空载时,这初级线圈电流的大小,由线圈的感抗[X=2*3.14fL]与电压决定。
计算式I=U/X。
所以不一定小。
2,与家庭的火线的开关断了,有电压无电流,也不是一回事。
高中物理变压器知识点归纳1首先,电磁感应是变压器的工作原理.2变压器分为升压和降压.(直流电不能通过变压器升降压.因为直流电接在原线圈,使得变压器的磁通量未改变,副线圈就没有感应电流) 3变压器原副线圈的电压之比等于其匝数之比;电流之比与原副线圈匝数成反比;若仅一个副线圈,功率之比等于1比1;若有多个副线圈,则原线圈的功率与所有副线圈的功率之和的比为1比1.4还有一句话要记住,在分析含变压器的动态电路时,功率和电流要由输出决定输入,输出电压由原线圈电压决定.。
高三物理高频变压器知识点

高三物理高频变压器知识点一、什么是变压器?变压器是一种电气设备,用于改变交流电的电压和电流大小,通过电感耦合实现的。
它由两个或更多个线圈组成,其中一个叫做原线圈(也称为初级线圈),另一个叫做副线圈(也称为次级线圈)。
变压器基本上是由铁芯和线圈构成的。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当通过原线圈的电流变化时,所产生的磁场会传导到副线圈中,从而诱导出电动势,产生电流。
根据电磁感应定律,变压器中的电动势与线圈的匝数比例成正比,即E1 / E2 = N1 / N2其中,E1和E2分别表示原线圈和副线圈的电动势,N1和N2表示两个线圈的匝数。
三、变压器的类型1. 按照用途分类- 电力变压器:用于电力系统中的电压升降。
- 仪表变压器:用于测量和控制电路中的电压。
- 自耦变压器:通过一个线圈上的自感和互感实现电压的变换。
2. 按照结构分类- 箱式变压器:将铁芯和线圈放置在一个密封的箱子中,常用于室外场合。
- 瓦式变压器:将铁芯和线圈放置在瓦式铁心中,常用于室内场合。
四、变压器的性质及特点1. 变压器的效率:变压器的效率指的是副线圈的输出功率与原线圈的输入功率之比。
理想变压器的效率接近100%,但实际变压器存在一些损耗,如电阻损耗和磁化损耗,会降低变压器的效率。
2. 变压器的变比:变压器的变比表示原线圈和副线圈的匝数比例,例如一个变比为2:1的变压器,原线圈的匝数是副线圈匝数的两倍。
3. 变压器的标称功率:变压器的标称功率是指变压器在一定条件下能够正常工作的最大功率。
标称功率是变压器选型和使用的重要参考指标。
4. 变压器的绝缘等级:绝缘等级是指变压器的绝缘材料能够承受的最高电压。
绝缘等级决定了变压器的安全性和可靠性。
五、高频变压器的应用高频变压器主要应用于电子设备和通信系统中。
由于高频信号具有较高的频率和较小的波长,所以高频变压器要求具备较高的工作频率和较低的能量损耗。
高频变压器常用于无线通信设备、计算机、医疗设备等领域。
高三物理变压器知识点

高三物理变压器知识点变压器是一种能够改变交流电压大小的电器装置。
在物理学中,变压器是一个重要的电磁感应现象的应用,广泛应用于电力系统中。
下面将介绍高三物理中与变压器相关的重要知识点。
一、变压器的基本原理变压器利用电磁感应的原理,通过电流在两个线圈之间产生磁场,从而实现电压的转换。
变压器主要由两个线圈(即主线圈与副线圈)以及铁芯组成。
主线圈的输入电压称为输入电压,副线圈的输出电压称为输出电压。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于两个重要的定律,即法拉第电磁感应定律和楞次定律。
当输入电流通过主线圈时,产生一定的磁通量。
此时,根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化会引起副线圈中的感应电动势。
根据楞次定律,为了使电流保持稳定,副线圈中会产生一个与主线圈相反的电流,从而实现电压的转换。
三、变压器的转换关系变压器通过改变主线圈与副线圈的匝数比例来实现电压的转换。
根据转换关系,当主线圈的匝数大于副线圈的匝数时,输出电压会变大;反之,当主线圈的匝数小于副线圈的匝数时,输出电压会变小。
转换关系可以用下面的公式表示:输出电压/输入电压 = 副线圈匝数/主线圈匝数 = 电压变比四、变压器的效率和损耗在实际应用中,变压器会存在一定的损耗,包括铜损和铁损。
铜损是由于主副线圈的电阻造成的,通过减小电阻和电流可以降低铜损。
铁损是由于铁芯的磁滞和涡流效应造成的,通过选择优质的铁芯材料和合理设计变压器的结构可以降低铁损。
变压器的效率可以通过以下公式计算:效率 = 输出功率/输入功率 * 100%五、变压器的应用变压器在电力系统中有着广泛的应用。
在输电过程中,变压器用于提高电压来减少输电时的功率损耗。
在家庭和工业用电中,变压器用于将输电线路中的高压电转换成适合家用电器和工业设备使用的低压电。
以上就是高三物理中关于变压器的重要知识点的介绍。
通过理解变压器的基本原理、工作原理、转换关系以及效率和损耗,我们可以更好地理解变压器在电力系统中的应用,并能够解决与变压器相关的问题。
高中物理变压器知识点

高中物理变压器知识点
1. 变压器的基本构造:变压器主要由两个线圈组成,一个是输入线圈(初级线圈),另一个是输出线圈(次级线圈)。
两个线圈之间通过磁铁或铁芯进行磁耦合。
2. 变压器的原理:根据法拉第电磁感应定律,变压器通过交变电流在初级线圈中产生磁场,这个磁场会穿过次级线圈并在其中产生感应电动势,从而使电压在次级线圈中产生改变。
3. 变压器的工作原理:变压器通过改变输入线圈和输出线圈的匝数比来实现电压的升降。
当输入线圈的匝数大于输出线圈的匝数时,输出线圈的电压就会降低;反之,当输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数时,输出线圈的电压就会升高。
4. 变压器的电压关系:根据电压守恒定律,变压器的输入功率等于输出功率。
因此,电流的大小和电压的比例是有关系的,即输入电压和输出电压的比例等于输入电流和输出电流的比例。
5. 变压器的效率:变压器的效率是指输出功率与输入功率之比,通常用η来表示。
理想情况下,变压器的效率接近于100%,
但实际变压器由于存在一些能量损耗,效率会略低于100%。
6. 变压器的类型:常见的变压器有两种类型,即升压变压器和降压变压器。
升压变压器用于将输入电压升高,降压变压器则用于将输入电压降低。
7. 变压器的应用:变压器广泛应用于电力系统中,用于在输电
过程中升降电压。
此外,变压器还用于电子设备、电炉、充电器等。
以上是关于高中物理变压器的一些基本知识点,希望对你有所帮助。
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高中物理之变压器知识点
理想变压器是高中物理中的一个理想模型,它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。
实际生活中,利用各种各样的变压器,可以方便的把电能输送到较远的地区,实现能量的优化配置。
在电能输送过程中,为了达到可靠、保质、经济的目的,变压器起到了重要的作用。
变压器
理想变压器的构造、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。
理想变压器的理想化条件及其规律
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P1=P2 而P1=I1U1,P2=I2U2,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。
规律小结
(1)熟记两个基本公式
即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数
成正比。
②P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。
(2)原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等
(3)原副线圈中电流变化规律一样,电流的周期频率一样(4)公式
中,原线圈中U1、I1代入有效值时,副线圈对应的U2、I2也是有效值,当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时,副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值
(5)需要特别引起注意的是:
①只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有:
②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。
(6)当副线圈中有二个以上线圈同时工作时,U1∶U2∶
U3=n1∶n2∶n3,但电流不可,此情况必须用原副线圈功率相等来求电流。
(7)变压器可以使输出电压升高或降低,但不可能使输出功率变大.假若是理想变压器.输出功率也不可能减少。
(8)通常说的增大输出端负载,可理解为负载电阻减小;同理加大负载电阻可理解为减小负载。
几种常用的变压器
(1)自耦变压器
图是自耦变压器的示意图。
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分,就可以降低电压;如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈,就可以升高电压。
调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB之间加上输入电压U1 。
移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U2。
(2)互感器
互感器也是一种变压器。
交流电压表和电流表都有一定的量度范围,不能直接测量高电压和大电流。
用变压器把高电压变成低电压,或者把大电流变成小电流,这个问题就可以解决了。
这种变压器叫做互感器。
互感器分电压互感器和电流互感器两种。
①电压互感器
电压互感器用来把高电压变成低电压,它的原线圈并联在高压电路中,副线圈上接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U 2 和铭牌上注明的变压比(U 1 /U 2 ),可以算出高压电路中的电压。
为了工作安全,电压互感器的铁壳和副线圈应该接地。
②电流互感器
电流互感器用来把大电流变成小电流。
它的原线圈串联在被测电路中,副线圈上接入交流电流表。
根据电流表测得的电流I 2 和铭牌上注明的变流比(I 1/I2),可以算出被测电路中的电流。
如果被测电路是高压电路,为了工作安全,同样要把电流互感器的外壳和副线圈接地。
习题演练
1. 一台理想变压器的输出端仅接一个标有“12V,6W”的灯泡,且正常发光,变压器输入端的电流表示数为0.2A,则变压器原、副线圈的匝数之比为()
A.7∶2
B.3∶1
C.6∶3
D.5∶2
2. 如图所示,通过降压变压器将220 V交流电降为36V供两灯使用,降为24V供仪器中的加热电炉使用.如果变压器为理想变压器.求:
(1)若n3=96匝,n2的匝数;
(2)先合上K1、K3,再合上K2时,各电表读数的变化;(3)若断开K3时A1读数减少220 mA,此时加热电炉的功率;
(4)当K1、K2、K3全部断开时,A2、V的读数。
习题解析
1.D
解析:因为,I2=P2/U2=6/12=0.5 A I1=0.2 A,所以n1∶n2=I2∶I1=5∶2
2. (1)变压理的初级和两个次级线圈统在同一绕在同一铁蕊上,铁蕊中磁通量的变化对每匝线圈都是相同的.所以线
圈两端的电压与匝数成正比.有
(2)合上K1、K3后,灯L1和加热电炉正常工作.再合上K2,灯L2接通,U1、n1和n3的值不变.故V读数不变.但
L2接通后,变压器的输入、输出功率增大.故A1、A2读数增大.
(3)断开K3时,A1读数减少200mA,表明输入功率减少,减少值为ΔP=ΔIU=0.200×220=44W,这一值即为电炉的功率
(4)当K1、K2、K3全部断开时,输出功率为零,A2读数为零.但变压器的初级战线圈接在电源上,它仍在工作,故V 读数为24V。