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2012变压器

上传时间: 2014-08-16

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《变压器》

高中物理第二册（必修＋选修）

第十七章第三节

1.几种常见的变压器

1.通过实验观察，了解变压器的构造。

2.理解变压器的工作原理。

3.通过实验探究变压器的电压与匝数的关系。

4.理解变压器的输入功率与输出功率之间的

关系，由此推导出原、副线圈的电流关系。

3）铁芯

1）原线圈：跟电源相连（也叫初级线圈）

2）副线圈：跟负载相连（也叫次级线圈）

电路符号

：硅钢片叠加而成

2.变压器的工作原理

中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着负载，副线圈中就会产生感应电流。

把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流在铁芯

连接如右图所示的电路，用交流电流表测出变压器的原线圈中的电流和副线圈中的电流，并试讨论通过变压器的原线圈中电流和副线圈中电流的关系。

3.原.副线圈两端电压及通过两线圈电流的关系

a.研究原副线圈两端电压关系的实验

b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验

连接如右图所示的电路，用多用电表测出变压器的原.副线圈两端电压，并试讨论变压器原.副线圈两端电压的关系：

1）实验研究法

实验结论：

原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比。

实验结论：

原副线圈两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。

a.研究原副线圈两端电压关系的实验

b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验

2）理论分析法

原线圈 E1=

副线圈 =

所以：

原.副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比。

即：

与实验结论相同

而

理想变压器的特点

(1)变压器铁芯内无漏磁。

(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。

(3)铁芯在交变磁场的作用下不发热。

实际变压器的效率都很高，特别是大型变压器，效率可达97%-99.5%，所以理论研究时我们把它当成100%－－理想变压器(即没有能量损失的变压器)。

又因

由能量守恒有

所以

P2=

U2I2

P1=

U1I1

P1=

即：原.副线圈中的电流之比跟它们的线圈匝数成反比。与实验结论相同

练习1：如图，一台理想变压器，原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻若把原线圈接在220V交流电源上，则电压表示数为____V,电流表示数为_____A

0.44

若上面接的是220V直流电源呢？

电压表示数____V,电流表示数_____A

2．如图5－4－1所示的四个电路，能够实现升压的是(　　)

图5－4－1

解析：由变压器的原理可知，改变的是交流电的电压，A、B错。升压时，副线圈的匝数大于原线圈的匝数，C错、D对。

答案：D

3．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有(　　)

A．交流电的频率 B．磁通量的变化率

C．功率 D．交流电的峰值

解析：变压器的原理是电磁感应现象，对理想变压器，没有漏磁和发热现象，故原、副线圈频率相同、磁通量相同、磁通量的变化率相同、功率相等，故选项A、B、C正确。

答案：ABC

4．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图所示。副线圈仅接入一个10 Ω的电阻。则 (　　)

[审题指导]　解答本题时应把握以下三点：

(1)正弦式交变电流峰值与有效值的关系。

(2)变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

(3)电流表示数、电热和功率需用交变电流有效值计算。

3.几种常用的变压器

1）自耦变压器

2）调压变压器

3）互感器

电流互感器

1．变压器

(1)构造：由和绕在铁芯上的两个线圈组成。

①原线圈：与连接的线圈。

②副线圈：与连接的线圈。

闭合铁芯

交流电源

负载

课堂小结：

(2)变压器的工作原理：变压器工作的基础是现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生。

(3)作用：改变交变电流的，不改变交变电流的和。

互感

感应电动势

电压

周期

频率

能量损失

匝数

降压

升压

小结

1.变压器的结构和符号

3.理想变压器的工作规律：

2.变压器的工作原理：电磁感应

对于理想变压器来说，变压公式和输入功率等于输出功率是普通适用的规律，对于有几个副线圈的理想变压器，电流公式就不能使用了。

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