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1、第15點 學(xué)習(xí)理想變壓器的“一二三四”
1.一個原理
根據(jù)電磁感應(yīng)的原理來改變交變電流的電壓.
原線圈上加上交變電壓(U1)→原線圈中產(chǎn)生交變電流(I1)→鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量(Φ)→副線圈中產(chǎn)生交變的電動勢(E)→副線圈負(fù)載上得到交變電壓(U2)→產(chǎn)生交變電流(I2).
其能量轉(zhuǎn)變方式為:原線圈電能→磁場能→副線圈電能.
2.兩個特征
(1)無漏磁.即交變電流經(jīng)過原線圈時,產(chǎn)生的磁通量將沿閉合鐵芯全部通過副線圈,沒有一條磁感線不通過副線圈.
(2)無熱損.即原、副線圈沒有電阻,不產(chǎn)生焦耳熱.
3.三個等式
(1)功率:P入=P出
(2)電壓:==……
(3)電流
2、:n1I1=n2I2+n3I3+……
4.四個決定
(1)原線圈電壓U1由提供原線圈電壓的電源決定.
(2)副線圈電壓U2由原線圈電壓及匝數(shù)比決定,與副線圈所接負(fù)載無關(guān).
(3)副線圈電流I2由副線圈電壓和副線圈所接負(fù)載決定.
(4)原線圈電流I1由副線圈中的電流決定.
對點例題 如圖1所示,理想變壓器的交流輸入電壓U1=220 V,有兩個副線圈,其中n2=36匝,標(biāo)有“6 V,9 W”、“12 V,12 W”的燈泡分別接在兩副線圈上且都正常發(fā)光,求:
圖1
(1)原線圈的匝數(shù)n1和另一副線圈的匝數(shù)n3;
(2)原線圈中電流I1.
解題指導(dǎo) 由于兩個副線圈上的兩個燈
3、泡均正常發(fā)光,所以兩個副線圈輸出的電壓等于各自連接的燈泡的額定電壓,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比關(guān)系即可求出原線圈的匝數(shù)n1和另一副線圈的匝數(shù)n3;根據(jù)輸出功率與輸入功率相等的關(guān)系可計算出原線圈上的電流I1.
(1)由于兩燈泡都正常發(fā)光,所以有U2=6 V,U3=12 V.
根據(jù)原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系=,=得n1=n2=×36=1 320(匝),n3=n2=×36=72(匝)
(2)由于P入=P出,P出=P2+P3,所以P入=P2+P3
即I1U1=P2+P3,則I1== A=0.095 A
答案 (1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A
如圖2所示,理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1,副線圈的匝數(shù)為n2,原線圈的兩端a、b接正弦交流電源,電壓表的示數(shù)為220 V,負(fù)載電阻R=44 Ω,電流表A1的示數(shù)為0.20 A.下列判斷中正確的是( )
圖2
A.原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1
B.原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1
C.電流表A2的示數(shù)為1.0 A
D.電流表A2的示數(shù)為0.4 A
答案 BC
解析 對于理想變壓器,P1=U1I1=220×0.20 W=44 W,則負(fù)載電阻消耗的功率P2=P1=44 W,據(jù)P2=,得U2== V=44 V,則===,故B正確.A2的示數(shù)I2== A=1.0 A,故C正確.