理想变压器

振荡过 程的描 述
电磁振荡 的周期、 的周期、 频率
1 T=2 L f = π C 2 L π C
L 线 自 系 单 :H : 圈 感 数 位 由 身 素 定 本 因 决 C 电 器 容 单 :F : 容 电 位
六．电磁振荡过程分析
振荡电路 的状态 时 刻 电容器 极板上 的电量 振荡电 流i
K接1：使C充电直到Q、E、U最大. 充电直到Q 最大. 放电，由于L的自感阻碍C放电， 逐渐增大， K接2：C放电，由于L的自感阻碍C放电，i逐渐增大，
E 场 → 磁 电 E 场
化 转
最大时，磁场能最大，而后反向对C 当i最大时，磁场能最大，而后反向对C充电时 由于自感， 逐渐减少. 由于自感，i逐渐减少. E i=0 中电量Q最大， 、 都达到最大， 当i=0时，C中电量Q最大，电 U都达到最大， 而后反向放电. 而后反向放电. 逐渐增到最大时Q= Q=0 正向充电Q 当i逐渐增到最大时Q=0，I对C正向充电Q最大 i=0 完成一个周期的振荡. 时i=0，完成一个周期的振荡.
t=0
T t= 4
T t= 2
3 t= T 4
t=T
C 电 C 向 C 向 C 电 放 反 反 充 最 → → 大 零 最 多 零 最 → → 多 充 电 放 电
L 电 L 电 L 向 L 向 充 放 反 反 i =0 → 向 大 i =0 → 向 大 i =0 正 最 → 反 最 → 充 电 放 电
2.如图,LC振荡电路:其中导线及线圈电阻不计,某瞬 如图,LC振荡电路:其中导线及线圈电阻不计, ,LC振荡电路 间回路中的电流方向如箭头所示,且电流正在增大. 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. 这时电容器A板带负电荷,B板带正电荷. ,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. 因电流正在增大, M,N间的电势差也随之增大. 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. 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. 题中所示情况N点的电势大于M点的电势.
(3): η =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
利用电容器充， 利用电容器充，放电和 线圈自感作用产生振荡 电流——原理. 原理. 电流 原理 振荡电路 (LC电路 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路， LC电 电路) (LC电路) 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，如LC电 给电容器充电后再接2 就可以在LC 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. 路发生电磁振荡.
若一原几副时： 若一原几副时：
U n U n 1 1 1 1 = ; = U n U n 2 2 3 3
I U =I2 2+I3 3 U U 1 1
① U 由电源决定 U ,U 由电源 1 2 3 和匝数比决定与负载无关 规 律 随负载变化， ② I ,I2 随负载变化， 1
I 由 2 负 电 决 ;I由 与 数 决 2 U与 载 阻 定1 I2 匝 比 定 若负 → →1 → 2 R ↓ I2 ↑ I ↑ P ↑
I2 =I3
P =P −P 3 2 损
I3 n = 4 I4 n 3
P =P 1 2
p =p 4 3
工 作 原 理
在远距离输电中，为传送一定的电功率，尽量减少输 在远距离输电中，为传送一定的电功率， 电线上的损失，而采取的高压输电措施. 电线上的损失，而采取的高压输电措施.
P 2 P =I R =( 输) R 损 线 线 U 输
(2):
I1 / I2 = n2 / n1 =4 / 1 I1 = I2 × 4 = 6 × 4 = 24 A
U2 =U线 +U3 = I3 R线 +U3 = 6 × 4 +880 =904V U1 / U2 = n1 /n2 =1 / 4 U1 = 904 / 4 = 226V
ε = U1 +I1r = 226 + 24 × 1 = 250 V
③ P 随 P 的增加而增加， 入 出 的增加而增加，
2 P =P =U / R=( ) 2 入 出 n R 1 负 2 n 2U 2 1
四．变压器的应用
示意图 自耦 变压 器 电压 互感 器
工作原理 通过自感变压， 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， 把高电压变为低电压，用 伏特表测得低电压U 伏特表测得低电压U2 ，再 根据铭牌上变压比U 根据铭牌上变压比U1/ U2， 算出被测高电压(n 算出被测高电压(n1>n2)
有一台内阻为1 的发电机, 2.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 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 输电线的总电阻R= R=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 22个班 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： 若保证全部电灯正常发光则： 发电机输出功率多大? （1）发电机输出功率多大? 发电机电动势多大? （2）发电机电动势多大? 输电效率是多少? （3）输电效率是多少?
ห้องสมุดไป่ตู้高三物理人教版
理想变压器
教师： 授课教师：季茹
闭合铁芯上绕两组线圈就 构成变压器. 构成变压器.与交流电电 基 本 构 造 源相接的原线圈称为初级， 源相接的原线圈称为初级， 另一线圈（副线圈） 另一线圈（副线圈）称为 次级，次级接负载电阻. 次级，次级接负载电阻.
工 作 原 理
原线圈加上交变电压， 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， 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， 圈经互感 ， 产生交流电 ， 副线圈相当一 新的电源. 新的电源.
2
初级接升压变压器， 初级接升压变压器，到用户再用降压变压器低压配电
η 电= 输
P P (P −P ) 用 × 0 %= 4 = 2 损 × 0 % 10 10 P P P 1 2 2
练习： 练习： 如下图所示为一理想变压器， 1．如下图所示为一理想变压器，K为单刀双 掷开关， 为滑动变阻器的滑动触头. 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， 为原线圈中的电流强度则： 线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度则： （ ABD ） (A).保持U 的位置不变， (A).保持U1及P的位置不变， 合到b 将增大. k由a合到b时， I1将增大. (B).保持U1及p的位置不变， (B).保持U 的位置不变， 合到a 消耗的功率减少. k由b合到a时，R消耗的功率减少. (C).保持U 不变， (C).保持U1不变，k于a处， 上滑则I 将增大. 使p上滑则I1将增大. (D).保持p位置不变， (D).保持p位置不变，k于a处， 增大， 增大. 若U1增大，则I1增大.
在振荡电路产生振荡电流的过程中, 在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上 电磁振荡 的电荷及它产生的电场，通过线圈的电流及它产生 的电荷及它产生的电场， 的磁场，都在作用周期性的变化,称为电磁振荡. 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 (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 振荡过程中与电场能相关的物理量： (2)振荡过程中与电场能相关的物理量：电容器的电 电压， 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. 按正弦规律变化.
练习: 练习: 1.某一时刻,LC回路中振荡电流i的方向和电容两 某一时刻,LC回路中振荡电流i ,LC回路中振荡电流 板上的带电情况如图所示,振荡电流如何变化? 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? 电场能怎样变化? 答:_____________________________. _____________________________.
解: (1) P4= P3== 40× 6 × 22 = 5280 w × U3/U4 = n3 / n4 = 4 / 1 U3= 4 × 220 = 880V I3=P3/U3 =5280 / 880 = 6A = I2 P1 = P2=I32R线+P3 =(6)2 × 4 + 5280 =5424w
电流 互感 器
把大电流变成小电流， 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I 流比I1/I2 ，算出被 测大电流(n1<n2)
远 距 离 输 电
U n 1 = 1 U n 2 2 I n 1 = 2 I2 n 1
U n 3 = 3 U =U −I(2 ) r 3 2 U n 4 4
形成 电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波. 电磁场在空间由近及远地传播就形成电磁波. 电 （1）电磁波是横波； 电磁波是横波； 特 （2）电磁波是在真空中传播的速度; 电磁波是在真空中传播的速度;c=30 × 0 m s 真空中传播的速度 . 0 18 / 磁 不同的电磁波在其它介质中传播速度不同. λf=c →不同的电磁波在其它介质中传播速度不同. 由波源决定; 由介质和频率决定; 决定. 波 点 f:由波源决定;v由介质和频率决定;λ由v和f决定. 电磁波传播不依赖于介质. (3)电磁波传播不依赖于介质.
电场能
最大
零
最大
零
最大
磁场能 振荡过程
零
最大
零
最大
零
q(U.E)与 q(U.E)与 q—t图 t i—t图 t u—t图 t 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 电磁场 变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场. 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（ （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（ （ 均匀变化的电 （ 磁 ） 场能够产生正弦稳定的磁 （电）场）. 变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场. 变化的电场和磁场形成不可分的统一场，叫电磁场.
输入功率=输出功率 P =P 输入功率= 入 出 理 想 变 压 器 的 基 本 关 系
U n I n 1 = 1; 1 = 2; 电压跟匝数成正比： 电压跟匝数成正比： U n I2 n 2 2 1
电流跟匝数成反比： 电流跟匝数成反比：
n 1 >n降 增 2 压 流 只一原一副成立) (只一原一副成立) n 1 <n升 减 2 压 流