新課標(biāo)人教版3-2選修三54變壓器2-在線瀏覽
2025-01-23 02:49本頁面
【正文】 2：變壓器能否改變直流電壓？ 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來改變電壓的裝置．要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，必有磁通量發(fā)生變化．當(dāng)原線圈加上交流電時(shí)，原線圈產(chǎn)生的交變的磁通量通過副線圈時(shí)就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢；若原線圈中通以恒定電流，則在鐵芯中產(chǎn)生恒定的磁通量，副線圈中雖有磁通量通過，但磁通量不變化，因此副線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，當(dāng)然就不能變壓了． 但是，若在原線圈中通以方向不變而大小變化的脈沖電流，同樣也可以達(dá)到變壓的目的．汽車、摩托車就是內(nèi)設(shè)一個(gè)特殊開關(guān)，產(chǎn)生脈沖電流送 入變壓器中，獲得高電壓來提供汽油機(jī)的點(diǎn)火電壓的． 問題 3：變壓器與滑動(dòng)變阻器變壓的不同． 變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，一般應(yīng)接交流，能 使交流電壓升高或降低．滑動(dòng)變阻器工作原理是串聯(lián)電阻分壓，可接交流或直流，但只能使電壓降低． 問題 4：原、副線圈用粗細(xì)不同導(dǎo)線繞制的原因． 變壓器由兩個(gè)線圈組成：一個(gè)為原線圈，另一個(gè)為副線圈．這兩個(gè)線圈的電壓不同．作為高壓線圈的匝數(shù)多、通過的電流小，根據(jù)焦耳定律和節(jié)材原則，應(yīng)用較細(xì)的導(dǎo)線繞制； 作為低壓線圈的匝數(shù)少、通過的電流大，根據(jù)焦耳定律和節(jié)能原則，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制．因 此，我們打開變壓器時(shí)看到兩個(gè)線圈粗細(xì)不同，用粗導(dǎo)線繞制的線圈為低壓線圈，用細(xì)導(dǎo)線繞制的線圈為高壓線圈． 問題 5：變壓器能否改變交流電的頻率？ 對(duì)變壓器，當(dāng)加在原線圈上的交變電壓發(fā)生一個(gè)周期變化時(shí)，原線圈中的交變電流就發(fā)生一個(gè)周期變化，鐵芯中產(chǎn)生的交變磁通量也發(fā)生一個(gè)周期變化，副線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢（電壓）也發(fā)生一個(gè)周期變化，因此，變壓器只能改變交流電的電壓及電流，不能改變交流電的頻率． 問題 6：變壓器是否一定 能改變交流電的電壓？ 變壓器要工作，必須穿過副線圈的磁通量發(fā)生變化．如果穿過副線圈的磁通量不變，則變壓器不能工作（變壓）． 如圖 17－ 4－ 6 所示，原線圈導(dǎo)線采用 “雙線繞法 ”．（ 1）若 b、 d相接， a、 c作為電壓輸入端，兩線圈中形成的磁通量任何時(shí)刻方向相反，若彼此作用互相抵消，穿過的磁通量為零，沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，此時(shí)， “交流不變壓 ”．（ 2） b、 c相接， a、 b作為輸入端，兩線圈中形成的磁通量方向相同，作用相互加強(qiáng)，此時(shí)兩線圈的效果相當(dāng)于一個(gè)匝數(shù)為兩線圈匝數(shù)之和的單個(gè)線圈，能變壓．（ 3）若 a、 c相接， b、 d相接后分別接上交流電源，相當(dāng)于兩匝數(shù)相等（僅討論此情況）的線圈并聯(lián)，電壓跟匝數(shù)的關(guān)系與單個(gè)線圈相同（對(duì)副 線圈同理可討論）． 圖 17－ 4－ 6 綜上分析：變壓器不一定都能改變交流電的電壓． 【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】 ［例 1］（ 1998 年全國）一理想變壓器，原線圈匝數(shù) n1＝ 1100，接在電壓為 220 V的交流電源上，當(dāng)它對(duì) 11 只并聯(lián)的 “36 V， 60 W”燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由此可知該變壓器副線圈的匝數(shù) n2＝ ________，通過原線圈的電流 I1＝ ________A． 解題方法：公式法 變壓器的規(guī)律用公式表示為 :① 變壓比公式 : 2121 nnUU? （對(duì)幾個(gè)副線圈的情況也成立）； ②變流比公式 : 1221 nnII ? （只適用于原、副線圈各一個(gè)的情況）．對(duì) 多個(gè)副線圈的情況，利用理想變壓器輸入功率和輸出功率相等的關(guān)系列關(guān)系式． 解析 :因?yàn)?11 只并聯(lián)的 “36 V， 60 W”燈泡正常發(fā)光，所以副線圈輸出的電壓必為 36 V．由U1/U2＝ n1/n2，得 n2＝ 12UU n1＝ 220200036? 匝＝ 180 匝． 每只燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流由 P2′＝ I2′ U2′得 I2′＝ P2′ /U2′＝ 3660 A＝ 35 A 副線圈中的電流 I2＝ 11I2′＝ 355A 因 I1/I2＝ n2/n1，故 I1＝ 3551100180212 ??Inn A＝ 3 A 點(diǎn)評(píng)：解本題用到的知識(shí)，就是理想變壓器的電壓比和電流比這兩個(gè)基本公式．只 要 是處理變壓器的問題一般都離不開這兩個(gè) 公式，除此之外，還常用“ P 入 ＝ P 出 ”這一關(guān)系． 本題的原線圈電流也可用“ P 入 ＝ P 出 ”求解．本題的輸出功率 P 出 ＝ 1160 W＝ 660 W，P 入 ＝ I1U1＝ I1220，故 I1＝ 2206601?UP出 A＝ 3 A． ［例 2］如圖 17－ 4－ 7所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為 1∶ 2，電源電壓為 220 V，A是額定電流為 I0＝ 1 A的保險(xiǎn)絲， R為可調(diào)電阻，為不使原線圈中電流超過 I1， R的阻值最低不小于多少歐 ? 圖 17－ 4－ 7 解題方法：公式法． 解析 :由于保險(xiǎn)絲的額定電流為 I0＝ 1 A，所以原線圈中允許輸入的最大電流 I1＝ I0＝ 1 A（有效值），則變壓器的最大輸入功率為 P1＝ U1I1＝ 2201 W＝ 220 W 由 ，得電阻 R兩端電壓為 U2＝ 12112 ?Unn 220 V＝ 440 V 由于 P 入 ＝ P 出 ，則變壓器最大輸出功率 P2＝ P1＝ 220 W 由 P2＝ RU22 ，知 P2最大時(shí)， R最小，則 R的最小值為 R＝ 2204402222 ?PU Ω＝
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