變壓器高中物理?②升壓變壓器:n?>n?,副線圈兩端的電壓比原線圈兩端電壓高的變壓器.【注意】變壓器高壓線圈匝數(shù)多而導(dǎo)線細(xì),低壓線圈匝數(shù)少而導(dǎo)線粗,這是高、低壓線圈最直接的區(qū)別方法.2.變壓器的功率關(guān)系對(duì)于理想變壓器,不考慮能量的損失,輸入功率等于輸出功率,即P?=P?.3.變壓器原、那么,變壓器高中物理?一起來(lái)了解一下吧。
理想變壓器是高中物理中的一個(gè)理想模型,它指的是忽略原副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器。下面來(lái)跟著我一起來(lái)學(xué)習(xí)一下這篇變壓器吧。
變壓器
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理想變壓器的構(gòu)造、作用、原理及特征
構(gòu)造:兩組線圈(原、副線圈)繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)成變壓器。
作用:在輸送電能的過程中改變電壓。
原理:其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
特征:正因?yàn)槭抢秒姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象來(lái)工作的,所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過程中改變交變電壓。
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理想變壓器的理想化條件及其規(guī)律
在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后,由于電磁感應(yīng)的原因,原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:
忽略原、副線圈內(nèi)阻,有U1=E1,U2=E2
另外,考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁,即認(rèn)為在任意時(shí)刻穿過原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等,于是又有 ,由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為。在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自身的能量損失(一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分,分別俗稱為“銅損”和“鐵損”),有P1=P2 而P1=I1U1, P2=I2U2,于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為
由此可見:
(1)理想變壓器的理想化條件一般指的是:忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓,忽略原、副線圈磁通量的差別,忽略變壓器自身的能量損耗(實(shí)際上還忽略了變壓器原、副線圈電路的功率因數(shù)的差別。
中學(xué)階段所學(xué)的變壓器,指的是“理想變壓器”,理想的含義是:
第一,輸入變壓器的電功率,經(jīng)過變壓后,沒有損失(相當(dāng)于線圈電阻可以忽略),即輸入功率=輸出功率:P=P'
第二,在互感過程,沒有磁損失。即穿過每一匝線圈的磁通量都是一樣的,因此,每一匝磁通量的變化率都相等,從而推出,每匝產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都相等。
根據(jù)這兩個(gè)理想化條件,就能推出一系列的結(jié)論:設(shè)原副線圈電壓分別為U、U',匝數(shù)n、n'——
第一,變壓公式(原理)據(jù)條件2,U=n(Δφ/Δt),U'=n'(Δφ/Δt)==》U:U'=n:n'
第二,若只有一個(gè)副線圈(中學(xué)題目大多數(shù)都是這種情況):P=P'==>UI=U'I'==>I:I'=n':n
變壓器一次測(cè)與二次測(cè)電壓之比與匝數(shù)比成正比,電流比與匝數(shù)比成反比。
變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯。對(duì)同一變壓器來(lái)說,輸出繞組的電壓、電流:電壓比等于匝數(shù)比。(匝數(shù)越多電壓越高)電流比等于匝數(shù)比的倒數(shù)。(匝數(shù)越多電流越小)或:電壓,正比于匝數(shù)。
電流比與匝數(shù)比推理
高中物理變壓器是理想變壓器,即不考慮能量傳送過程中的損耗,P1=P2。電壓與匝數(shù)之比為正比,U1/N1=U2/N2,又因?yàn)镻1=U1I1,P2=U2I2。根據(jù)這四個(gè)等式就可以推算出I1/I2=N2/N1。
變壓器輸入和輸出功率是相等的,根據(jù)P=UI和電壓比等于砸數(shù)比,所以電流比等于砸數(shù)反比,匝數(shù)比=變比=電壓比=電流比=阻抗比(電流與電壓成反比)。
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自耦變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的自感現(xiàn)象制成的,它主要作用調(diào)節(jié)電壓高低。因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)的高低與線圈的匝數(shù)成正比例,所以整個(gè)線圈中的局部繞組產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)一定低于全部繞組產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。
如果把局部繞組和全部繞組分別作為初級(jí)和次級(jí),就構(gòu)成了自耦變壓器。同樣,改變兩部分繞組的匝數(shù)比也就改變了變壓比。
擴(kuò)展資料
自耦變壓器的特點(diǎn)
1、由于自耦變壓器的計(jì)算容量小于額定容量。所以在同樣的額定容量下,自耦變壓器的主要尺寸較小,有效材料(硅鋼片和導(dǎo)線)和結(jié)構(gòu)材料(鋼材)都相應(yīng)減少,從而降低了成本。
2、由于自耦變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值比雙繞組變壓器小,故電壓變化率較小,但短路電流較大。
3、由于自耦變壓器一、二次之間有電的直接聯(lián)系,當(dāng)高壓側(cè)過電壓時(shí)會(huì)引起低壓側(cè)嚴(yán)重過電壓。為了避免這種危險(xiǎn),一、二次都必須裝設(shè)避雷器,不要認(rèn)為一、二次繞組是串聯(lián)的,一次已裝、二次就可省略。
4、在一般變壓器中。有載調(diào)壓裝置往往連接在接地的中性點(diǎn)上,這樣調(diào)壓裝置的電壓等級(jí)可以比在線端調(diào)壓時(shí)低。而自耦變壓器中性點(diǎn)調(diào)壓側(cè)會(huì)帶來(lái)所謂的相關(guān)調(diào)壓?jiǎn)栴}。因此,要求自耦變壓器有載調(diào)壓時(shí),只能采用線端調(diào)壓方式。
參考資料來(lái)源:百度百科-自耦變壓器
以上就是變壓器高中物理的全部?jī)?nèi)容,分析:因?yàn)閺淖儔浩鞯接脩舻膶?dǎo)線有電阻(設(shè)為R線),當(dāng)每戶平均消耗的功率升高時(shí),電路的總電流(設(shè)為I總)增大,導(dǎo)致輸電線上的電壓降(設(shè)為U線)升高,為了保證用電器兩端的電壓仍為220V,所以要改變變壓器的匝數(shù)比(設(shè)為n1:n2)使得輸出電壓(設(shè)為U出)升高 。解:∵原來(lái)的匝數(shù)比為165:6。