变压器— 刘叔物理

家庭用电器正常工作时的额定电压是不相同的，如下图所示。

我们都知道，我国民用电压统一供电电压为220V，那上面这些用电器是怎样正常工作的呢？怎样让输入用电器的电压为其额定电压呢？这就是本节所学的知识了——变压器。

变压器：能提供不同交变电压的设备。如下图

常见的变压器

变压器的结构

变压器的结构简图如下图所示，主要包过三个：①原线圈（初级线圈）、②闭合铁芯、③副线圈（次级线圈）。

①原线圈（初级线圈）：匝数一般用n1表示，线圈两端的电压用U1表示，外界与交变电源相连接，将电能转化成磁场能，产生交变磁场。

②闭合铁芯：形成闭合磁路，减小磁场能损失。

③副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示，线圈两端的电压用U2表示，将磁场能转化成电能输出。

变压器的工作原理

当原线圈通有交流电，会在铁芯内产生变化的磁场，副线圈处在铁芯的磁场内，将产生感应电流（互感现象），原副线圈的磁场变化情况是一样的，所以原副线圈的ΔΦ/Δt相同（忽略磁场能损失）。

如果原线圈通直流电，副线圈不会产生感应电流。

对于原线圈：

对于副线圈：

联立以上两式：

当能量的传递过程中无损失时，此时的变压器我们称作理想变压器。（做题过程中，除非特殊说明，都是理想变压器）

理想变压器的条件：

1、铁芯封闭性良好，无磁泄露。

2、原副线圈电阻不计。

3、铁芯内感应涡流不计。

理想变压器的规律

理想变压器：E1=U1，E2=U2。即

原副线圈两端的电压跟匝数成正比。

因为是理想变压器，无能量损失，所以输入功率等于输出功率。即⇒

结合，可得：

即：理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。（只适用于一个副线圈情况）

理想变压器的原、副线圈的基本关系总结

1、电压关系

2、功率关系

3、电流关系

只适用于一个副线圈情况

4、周期、频率关系

T1=T2

f1=f2

如何实现用变压器升高或降低电压？

根据公式

1、当n2 >n1 时，有U2>U1，变压器为升压变压器。

2、当n2<n1 时，有U2<U1，变压器为降压变压器。

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