粤教版3-2第二章交流电26变压器

1、第二章第二章 交变电流交变电流用电器用电器额定工作电压额定工作电压用电器用电器额定工作电压额定工作电压随身听随身听3V机床上的照明灯机床上的照明灯36V扫描仪扫描仪12V防身器防身器3000V手机充电器手机充电器4.2V 4.4V 5.3V黑白电视机显像管黑白电视机显像管12万伏万伏录音机录音机6V 9V 12V彩色电视机显像管彩色电视机显像管34万伏万伏 在在需改变电压，以适应各种不同电压的需要。需改变电压，以适应各种不同电压的需要。街头变压器街头变压器各式变压器各式变压器可拆式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器变电站的大型变压器单击画面观看录像变压器的结构变压器的结构变压器铁芯不是采用一

2、整块铁芯，变压器铁芯不是采用一整块铁芯，而是用薄硅钢片叠压而成的。这样而是用薄硅钢片叠压而成的。这样做的目的是为了增大铁芯中的电阻，做的目的是为了增大铁芯中的电阻，减小铁芯中的涡流，提高变压器的减小铁芯中的涡流，提高变压器的效率，采用一整块铁芯，产生涡流效率，采用一整块铁芯，产生涡流,烧毁绕组，使变压器无法工作。烧毁绕组，使变压器无法工作。 2.2.示意图示意图3.3.电路图中符号电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘n1n21.1.构造：构造：（1 1）铁芯）铁芯 （2 2）原线圈）原线圈( (初级线圈初级线圈) )（3 3）副线圈）副线圈( (次级线圈次级线圈) ) 把两个没有导

3、线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈一个线圈连到交流电源连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡的两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。新知初探新知初探自主学习自主学习一、认识变压器一、认识变压器 实验现象：实验现象：如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到学生电源的两个交流接线同一个闭合铁芯上，一个线圈连到学生电源的两个交流接线柱，另一个线圈连到小灯泡上，灯泡柱，另一个线圈连到小灯泡上，灯泡_发光发光能能问题：问题：

4、小灯泡未与电源直接相连，为什么发光了小灯泡未与电源直接相连，为什么发光了呢？你认为变压器的工作原理是什么？呢？你认为变压器的工作原理是什么？变压器的原理变压器的原理 由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈虽然不相连，由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈，其能量转换方电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈，其能量转换方式为：式为： 变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了： 电能电能 磁场能磁场能 电能电能转化转化(U1、I1) (变化的磁场变化的磁场) ( U2、I2)思考：思考：若给原线圈接直流电压若给

5、原线圈接直流电压U1,副线圈电压副线圈电压U2?=0例例1 (双选双选)关于变压器的工作原理，以下说法正确的是关于变压器的工作原理，以下说法正确的是A.通以正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变通以正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C.穿过副线圈的磁通量的变化使得副线圈产生了感应电动势穿过副线圈的磁通量的变化使得副线圈产生了感应电动势D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈中原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈中【关键提醒】【关键提醒】解答本题时应把握以下两点：解答本题时应把握以下两点：(1)变压器的构造是原、副线圈绕

6、在同一铁芯上变压器的构造是原、副线圈绕在同一铁芯上(2)变压器的工作原理是互感现象变压器的工作原理是互感现象BC跟踪训练跟踪训练1(双选双选)(2013河源高二检测河源高二检测)变压器原、副线圈变压器原、副线圈中一定相同的物理量有中一定相同的物理量有()A交流电的频率交流电的频率B磁通量的变化率磁通量的变化率C交流电的峰值交流电的峰值 D交流电的有效值交流电的有效值解析：变压器的原理是电磁感应现象，改变的是电解析：变压器的原理是电磁感应现象，改变的是电压、电流，而原、副线圈上交流电的频率不变，压、电流，而原、副线圈上交流电的频率不变，A对在同对在同一铁芯上，磁通量相同，磁通量的变化率相同，故一

7、铁芯上，磁通量相同，磁通量的变化率相同，故B对，对，C、D错错AB实验：实验：探究变压器线圈两端电探究变压器线圈两端电压与匝数的关系压与匝数的关系 猜想猜想：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数方法：方法：控制变量法单击画面观看录像实验过程实验过程演示实验演示实验1.改变副线圈的匝数，观察小灯泡的亮度的变化改变副线圈的匝数，观察小灯泡的亮度的变化2.保持副线圈的匝数不变，逐渐增加保持副线圈的匝数不变，逐渐增加原线圈的匝数，观察小灯泡的亮度原线圈的匝数，观察小灯泡的亮度的变化的变化如何利用小灯泡定性判断如何利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系变压器线圈两

8、端的电压与匝数的关系N2A N1 100200400 100 暗暗 比较亮比较亮 亮亮 200 比较暗比较暗 暗暗 比较亮比较亮 400 很暗很暗 比较暗比较暗 暗暗如何利用小灯泡定性判断如何利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系变压器线圈两端的电压与匝数的关系数据记录表格处理（记录：数据记录表格处理（记录：A -副线圈两端小灯泡的亮暗情况，副线圈两端小灯泡的亮暗情况， N1-原线圈匝数，原线圈匝数， N2-副线圈匝数）副线圈匝数）N2A 结论：当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越结论：当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越多小灯泡越亮，表明其两端的电压越大；当副线圈多小灯泡越亮，表明其

9、两端的电压越大；当副线圈的匝数不变时，原线圈的匝数越多小灯泡越暗，表的匝数不变时，原线圈的匝数越多小灯泡越暗，表明其副线圈的电压越小。明其副线圈的电压越小。定性判断变压器线圈两端的定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系电压与匝数的关系 利用多用电表定量判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系利用多用电表定量判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系 数据表格处理（记录原、副线圈的匝数数据表格处理（记录原、副线圈的匝数N1、N2以及原、副线圈两端的电压以及原、副线圈两端的电压U1、U2）原线圈匝原线圈匝数数N1（匝）（匝）100200400800副线圈匝副线圈匝数数N2（匝）（匝）80040020010

10、0原线圈两原线圈两端的电压端的电压U1（V）0.964.97.915.8原线圈两原线圈两端的电压端的电压U2（V）7.99.83.81.94N1/N21/81/228U1/U21/81/228 在误差允许的在误差允许的范围内，变压器线范围内，变压器线圈两端的电压与匝圈两端的电压与匝数成正比。数成正比。 数学表达式：数学表达式： U1/U2=N1/N2实验结论实验结论误差允许范围内误差允许范围内2121nnUU 单击画面观看录像演示：演示：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。演示实验演示实验分析

11、：分析：若无铁芯或铁芯不闭合，原若无铁芯或铁芯不闭合，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程的作用。变压器中能量转换的过程是：电能是：电能磁能磁能电能。铁芯起到电能。铁芯起到了了能量转换能量转换的作用。的作用。 请应用法拉第电磁感应定律，推导请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器原、副线圈的电压与匝数理

12、想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。的关系。理论推导（2）变压器的工作原理E1=n1(/t) E2=n2(/t） E1/ E2= n1/ n2 由于原、副线圈的电阻都由于原、副线圈的电阻都 很小，所以，很小，所以， U1= E1，U2= E2 故：故：U1/ U2= n1/ n2 n2U2E2n1U1E11、n2 n1 U2U1升压升压变压器变压器2、n2 n1 U2 U1降压降压变压器变压器2121nnUU 实验和理论分析都表明：理想实验和理论分析都表明：理想变压器原、副线圈的变压器原、副线圈的电压电压跟它们的跟它们的匝数匝数成成正比。正比。理想变压器输入功率等于输出功率理想变压器输入功率

13、等于输出功率即即: : 121221nnUUII理想变压器原、副线圈的理想变压器原、副线圈的电流电流跟它跟它们的们的匝数匝数成成反比反比思考：思考： 1 1、实际的变压器在运行时，哪些地方有、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？能量损耗呢？ 2 2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？什么作用？三、理想变压器原、副线圈中的电流三、理想变压器原、副线圈中的电流自研教材自研教材1铜损和铁损铜损和铁损(1)铜损：变压器的线圈有铜损：变压器的线圈有_,电流通过时要生热，损耗一电流通过

14、时要生热，损耗一部分能量，这种损耗叫做铜损部分能量，这种损耗叫做铜损(2)铁损：铁芯在交变磁场中反复磁化，也要损耗一部分能量铁损：铁芯在交变磁场中反复磁化，也要损耗一部分能量使使_发热，这种损耗叫做铁损发热，这种损耗叫做铁损2理想变压器的规律理想变压器的规律(1)电压关系电压关系:_.(2)电流关系电流关系:_(适用于只有一个副线圈的变压器适用于只有一个副线圈的变压器).(3)功率关系：输入功率功率关系：输入功率_输出功率输出功率电阻电阻铁芯铁芯等于等于无磁损无磁损无铜损无铜损无铁损无铁损特点没有能量损失的变压器没有能量损失的变压器 实际上变压器的效率都是比较高的，特别是实际上变压器的效率都是

15、比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到率可以达到97%97%99%99%，所以理论研究时我们把，所以理论研究时我们把它当成它当成100%100%（理想变压器）是没有问题的。（理想变压器）是没有问题的。 理想变压器也是一个理想化模型。例例2C【答案】【答案】C跟踪训练跟踪训练2(双选双选)(2011高考广东卷高考广东卷)如图甲左侧调压装置如图甲左侧调压装置可视为理想变压器，负载电路中可视为理想变压器，负载电路中R55 ，A 、V为理想电为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，流表和电压表，若原线圈接入如图乙所

16、示的正弦交变电压，电压表的示数为电压表的示数为110 V，下列表述正确的是，下列表述正确的是()A电流表的示数为电流表的示数为2 AB原、副线圈匝数比为原、副线圈匝数比为12C电压表的示数为电压的有效值电压表的示数为电压的有效值D原线圈中交变电压的频率为原线圈中交变电压的频率为100 HzAC3 3、变压器线圈中的电流越大，所用的导线、变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？线圈应该使用较粗的导线？为什么？一、变压

17、器的构造一、变压器的构造 1 1示意图示意图 2 2符号符号二、变压器的工作原理：二、变压器的工作原理： 1 1、互感互感现象：变压器只能改变现象：变压器只能改变交流电交流电的电压和电流的电压和电流 2 2、能量转化：电能、能量转化：电能磁场能磁场能电能电能 3 3、理想变压器：理想变压器：三、理想变压器的三、理想变压器的变压变压、变流变流规律：规律：5.4 变压器 小结2121nnUU1221nnIIP入入P出出1.自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器.升压和降压用不同的抽头来实现.比共用线圈少的部分抽头电压就降低.比共用线圈多的部分抽头电压就升高. 2.其实原理和普通变压器一样的，只不过他的原线圈就是它的副线圈一般的变压器是左边一个原线圈通过电磁感应，使右边的副线圈产生电压，自耦变压器是自己影