变压器 高二下物理人教版（2019）选择性必修二

第三章

交变电流选择性必修二第三节变压器街头变压器各式变压器可拆式变压器变电站的大型变压器认识变压器1.变压器的组成一、变压器的构造和原理①铁芯：由绝缘硅钢片叠合而成②原线圈：与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈③副线圈：与负载相连的线圈，也叫次级线圈

U1U2

∽n1n2∽(1)原线圈

(2)副线圈①匝数用n1表示②输入电压：U1①匝数用n2表示②输出电压U22.示意图

U1U2

∽n1n2∽n1n2电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘问题2：变压器原、副线圈并不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？问题1：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？原线圈接交变电源3.变压器的原理原线圈中产生交变磁场铁芯构成磁回路副线圈产生交变感应电动势I1I2原线圈副线圈铁芯变压器的基本原理是利用原线圈和副线圈之间的互感现象能量一个线圈电流的变化导致相邻线圈的磁通量发生变化，而在该相邻两个线圈中都产生感应电动势的现象，称为互感现象。注意：（1）变压器不改变交变电流的周期和频率。（2）变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。（3）变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。变压器的作用：改变交变电流的电压【例1】理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为（）A．3mAB．0C．48mAD．与负载R的值有关B二、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1.电压与匝数的关系

忽略能量损失造成的误差，在理想情况下，变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。U2

RU1n1n2实验分析理想模型理想模型理想变压器理想变压器①铁芯内无漏磁（无磁损）②原、副线圈无电阻发热（无铜损）③铁芯中无涡流发热（无铁损）没有能量损耗ΔΦ1=ΔΦ2

(理想变压器)无漏磁E=U无电阻

理论分析设穿过原线圈磁通量为Φ1，穿过副线圈磁通量为Φ2。由法拉第电磁感应定律得：U2

RU1n1n22.电压与匝数的关系原线圈

E1=副线圈

E2=(1)n2

>n1

U2>U1——升压变压器(2)n2<n1

U2<U1——降压变压器新课讲授3.升压变压器和降压变压器Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(选填“na”或“nb”)．【例2】为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，必须要选用的是________．A．有闭合铁芯的原、副线圈B．无铁芯的原、副线圈C．交流电源D．直流电源E．多用电表(交流电压挡)F．多用电表(直流电压挡)用匝数na＝60和nb＝120的变压器，实验测量数据如下表，ACEnb(1)输入功率P1等于输出功率P2即:U1I1=U2I2P1=P2三、理想变压器原、副线圈的功率和电流关系(2)原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比I2U2

RU1n1n2I1注意：1、此式只适用于有一个副线圈的变压器，不适用于有多个副线圈的变压器。2、匝数多电流小可用细导线，匝数少电流大需用粗导线→U1

U2→

I2决定

I1→

P出决定P入②功率关系：

P入=P出四、理想变压器的三个关系式及决定关系I2U2

RU1n1n2I1决定

①电压关系：

③电流关系：

A．12.44AB．8.80AC．2.00AD．2.83A【例3】如图所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝22∶5，原线圈接在u1＝220sin100πt(V)的交流电源上，电阻R＝25Ω，A为理想电流表，则A的示数为(

)CA．电流表的示数为1AB．原线圈的输入功率为220WC．电压表的示数为110VD．副线圈输出交流电的周期为50s【例4】如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220·sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是(

)A五、有多个副线圈的理想变压器的特点

一个原线圈多个副线圈的理想变压器，例如：原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分别为I1、I2和I3，根据变压器的工作原理可得：

【例5】如图所示，理想变压器的原线圈接上220V交流电压，副线圈有A、B两组，A组接4Ω的电阻，B组接规格为“10V24W”的灯泡。已知A组的线圈匝数为30匝，两端电压为6V，灯泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。六、两种特殊的变压器1.自耦变压器U2U1ABPU1U2n1n2升压变压器n1n2U1U2降压变压器

自耦变压器的原副线圈共用一个线圈2.互感器

A电流互感器电压互感器V

使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数

使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数【例6】钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（）A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为