[所有分类]变压器的工作原理及原.doc
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1、变压器的工作原理及原、副线圈之间的几个关系(例题讲评)一、 变压器的工作原理变压器的工作原理是电磁感应当原线圈中加交变电压时,原线圈就有交变电流,它在铁芯中产生交变的磁通量,这个交变磁通量既穿过原线圈,也穿过副线圈,在原、副线圈中都要产生感应电动势如果副线圈电路是闭合的,在副线圈中就产生交变电流,它也在铁芯中产生交变的磁通量,这个交变磁通量既穿过原线圈,也穿过副线圈,在原、副线圈中同样要引起感应电动势其能量转化的过程为: 原线圈的电能副线圈的电能磁场能例1.一理想变压器的副线圈为200匝,输出电压为10V,则铁芯内的磁通量变化率的最大值为( )A. 0.07Wb/s B. 5 Wb/sC. 7
2、.05 Wb/s D.14.1 Wb/s解析:根据法拉第电磁感应定律知:n圈线圈的感应电动势的大小等于线圈匝数n与磁通量的变化率的乘积,即 En,因为 原、副线圈的内阻不计,则有U =E,200匝线圈输出电压为10V,每匝为V,此电压为有效值,最大值为V0.07V,则0.07 Wb/s 正确选项为A评注:变压器原、副线圈的电压值及电流值均指有效值例2.在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上,当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂,如图1所示,已知线圈1、2的匝数比为n1:n22:1,在不接负载的情况下( )图112 A.当线圈
3、1输入电压220V时,线圈2输出电压为110V B.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为55V C.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为220V D.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为110V 解析:设线圈1两端输入电压为U1时,线圈2输出压为 U2根据法拉第电磁感应定律有:U1n1,U2 n2根据题意,当线圈1输入电压220V时,122 ,即,得: 解得U255V,当线圈2输入电压110V时,同理21, 所以 U1U2110V正确选项为B、D评注:根据题给的条件知,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,通过两个线圈之间的磁通量关系为122,221,若不加分析
4、的认为在任何条件下公式12都成立,结果出现错解 二、理想变压器原、副线圈之间的关系式()功率的关系显然,理想变压器也是一种理想化的物理模型,理想变压器的特点是:变压器铁芯内无漏磁磁能无损失,原、副线圈的内阻不计不产生焦耳热,电能无损失,因此副线圈的输出功率与原线圈的输入功率相等,公式为:P1=P2(2)电压关系 由于互感过程中,没有漏磁,所以变压器原、副线圈中每一匝线圈的磁通量的变化率均相等。根据法拉第电磁感应定律,原、副线圈的电动势之比等于其匝数比即: 又因为 原、副线圈的内阻不计,则有U 1=E1U 2=E2,于是得到:即原、副线圈的端电压之比等于其匝数比若变压器有多个副线圈,则有(3)电
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