高中物理变压器
发表时间: 2023-09-23 19:44:52 作者: 新闻中心
(1)互感现象是变压器作业的根底.原线圈中电流的巨细、方向一直在改动,在铁芯中激起的磁场也一直在改动,改动的磁场在副线圈中发生感应电动势.
如图所示的抱负变压器,当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切开磁感线时,小灯泡发光吗?为什么?
答案:不发光.当导体棒向左做匀速直线运动切开磁感线时,在原线圈中经过的是稳定电流,不能引起穿过副线圈的磁通量改动,在副线圈上无感应电动势,所以小灯泡中无电流经过,不发光.
(3)能量转化进程:变压器经过闭合铁芯,运用互感现象完成了电能(U₁、I₁)到磁场能(改动的磁场)再到电能(U₂、1₂)的转化.
☞如图所示,把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈(原线圈)经过开关能够衔接到沟通电源的两头,另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.衔接电路,接通电源,小灯泡能发光.
(1)当左面线圈加上沟通电压时,左面线圈中就有交变电流,它在铁芯中发生周期性改动的磁场,依据法拉第电磁感应规则知,在右边线圈中会发生感应电动势,右边线圈作为电源给小灯泡供电,小灯泡就会发光.
(2)不发光.因为原线圈接稳定的直流电源时无法在副线圈中发生感应电动势.
☞变压器的副线圈和原线圈电路并不相通,那么原线圈接交变电压U₁后,副线圈是怎么样发生电压的?
变压器经过闭合铁芯,运用互感现象完成了电能(U₁,l₁)到磁场能(改动的磁场)再到电能(U₂,I₂)的转化.
(1)变压器作业的根底是互感现象,变压器只改动交变电流的电压,不改动直流的电压.
闭合铁芯完成了电能——磁场能——电能的转化,因为原、副线圈中的电流一起发生的磁通量绝大部分经过铁芯,使能量在转化进程中丢失很小,为便于研讨,物理学中引入了抱负化模型——抱负变压器.
☞实践中的回字形变压器(特别是大型变压器)一般都能近似当作抱负变压器,而直棒铁芯的变压器不是抱负变压器.
()对抱负变压器,原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的△φ/△t,依据法第电磁感应规则有E₁=n₁△φ/△t,E₂=n₂△φ/△t,所以E₁/E₂=n₁/n₂.
(2)因为不计原、副线圈的电阻,因而原线圈两头的电压U₁=E₁,副线圈两头的电压U₂=E₂,所以U/₁U₂=n₁/n₂.
【留意】变压器高压线圈匝数多而导线细,低压线圈匝数少而导线粗,这是高、低压线圈最直接的差异办法.
依据抱负变压器输入功率等于输出功率,即I₁U₁=I₂U₂,解得I₁/I₂=n₂/n₁,即经过原、副线圈的电流与原、副线圈的匝数成反比,此式仅适用于只要一个副线.变压器有多个副线圈时电压等联系(
:U₁/n₁=U₂/n₂=U₃/n₃=…,不管副线圈是两个仍是更多个,是空载仍是有负载,均遵从此式.(2)
:P₁=P₂+P₃+….☞(1)原线圈和副线圈有一起的铁芯,穿过它们的每匝线圈的磁通量和磁通量的改动率时间都持平.
(2)当副线圈有多个线圈时,电压联系仍适用,而电流联系式I₁/I₂=n₂/n₁不再适用.变压器的电动势联系、电压联系和电流联系是有效值(或最大值)间的联系,对某时间的瞬时值联系不建立.
☞依据能量守恒推导抱负变压器有多个副线圈时,原、副线圈中的电流与匝数的联系.
变压器空载时,无电流、电功率输出,所以输入功率也为零;当副线圈短路时,副线圈中电流I₂无穷大,则原线圈中电流I₁也无穷大,将会把变压器烧坏.
如图所示,铁芯上只绕一个线圈,低压线圈是高压线圈的一部分,既可当作升压变压器运用,也可当作降压变压器运用.
规则:自耦变压器只要一个线圈,每匝线圈发生的电动势E=△φ/△t相同,故U₁/U₂=n₁/n₂建立.
(1)电压互感器:并联在被测电路中,本质是降压变压器,能够把高电压变成低电压,故原线圈匝数n₁大于副线圈匝数n₂.如图甲所示.
(2)电流互感器:串联在被测电路中,本质是升压变压器,能够把大电变成小电流,故原线圈匝数n₁小于副线圈匝数n₂如图乙所示.
☞沟通电压表和沟通电流表都有必定的丈量规模,不能直接丈量高电压和大电流互感器是运用变压器的原理将不能直接丈量的高电压和大电流变换成低电压、小电流后再进行丈量.
例题:如图所示,在绕制变压器时,或人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上,当通交变电流时,每个线圈发生的磁通量都只要一半经过另一个线圈,另一半经过中心的臂.已知线的匝数比为n₁:n₂=2:1,在不接负载的状况下()
例题:如图所示,在铁芯上、下别离绕有匝数n₁=800和n₂=200的两个线t(V)的沟通电源相连,将下面线圈两头接沟通电压表,则沟通电压表的读数可能是()
例题:如图所示,甲图中两条导轨不平行,而乙图中两条导轨平行,其他物理条件都相同,金属棒M正在导轨上向右匀速运动,在金属棒运动进程中,将观察到()
例题:为了监测变电站向外输电状况,要在变电站装置互感器,其接线如图所示,两变压器原、副线圈匝数别离为n₁、n₂和n₃、n₄,a和b是沟通电表,则(AD)
例题:如图所示,抱负变压器原、副线圈的匝数比n₁:n₂:n₃=3:1:1,三个灯泡的标准均相同,此刻L的功率为P。假定灯泡的电阻不随电压改动而改动,则下列说法正确的是()
例题:如图所示,发电机的矩形线L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度巨细为B的匀强磁场中。抱负变压器的原、副线圈匝数别离为n₀、n₁和n₂,两个副线圈别离接有电阻R₁和R₂。当发电机线圈以角速度ω匀速转动时,抱负电流表读数为I。不计线圈电阻,下列说法正确的是()
例题:一抱负变压器的原线Ω的小灯泡接在两个副线圈上,如图所示.当原线 sin ωt(V)的沟通电源衔接后,变压器的输入功率是(A)
例题:如图所示,抱负变压器有两个副线V输出电压(两个副线圈的绕向和输出端如图所示),两个副线圈衔接办法是(AB)
例题:某抱负自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示,图乙所示是其输入电压u的改动规则。已知滑动触头P在图示方位时,原、副线圈的匝数比为n₁:n₂=10:1,电阻R=22Ω。下列说法正确的是()
例题:如图所示,一台变压器的原线kV的沟通电源相连,副线圈上接有一电动机M,电动机正常作业时两头的电压为120V,耗费的功率为1.0kW,变压器的功率(功率指的是变压器的输出功率与输入功率的比值)为97%,不计导线的电阻,则(A)
例题:如图所示,一沟通电源电压u=220√2sin100πt(V),经过抱负变压器对电路供电,已知原、副线,L₁灯泡的额定功率为4W,L₂灯泡的额定功率为20W,排气扇电动机线A,用电器均正常作业,电表均为抱负电表,则(C)
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