33变压器课件高二下学期物理人教版选择性

第三章交变电流3.3变压器长江三峡水电站发电电压:20KV输电电压：550KV用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管几万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管十几万伏但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？1.知道变压器的构造及几种常见的变压器；2.理解变压器的工作原理；3.掌握理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。知识点一：变压器的原理1.几种常见的变压器高压变压器杆架式变压器手机充电器可拆变压器2.变压器的构造：闭合铁芯

线圈副线圈原线圈铁芯①铁芯：绝缘硅钢片叠合而成

②原线圈：与交流电源相连的线圈叫做原线圈也叫初级线圈③副线圈：与负载相连的线圈叫做副线圈也叫次级线圈3.变压器的示意图及电路符号：铁芯原线圈副线圈铁芯与线圈互相绝缘n1n2①原线圈(初级线圈)

②副线圈(次级线圈)其匝数用n1表示原线圈两端的电压叫变压器的输入电压U1其匝数用n2表示副线圈两端的电压叫变压器的输出电压U2（1）两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？［提示］当左侧线圈加上交流电压时，左侧线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右侧线圈中会产生感应电动势，右侧线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光。例题：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（原线圈）通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈（副线圈）连接到小灯泡的两端。连接电路，接通电源，小灯泡能发光。（2）小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等，与什么因素有关？

（3）若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？［提示］不发光，因为无法在副线圈中产生感应电动势。3.变压器的工作原理n1n2铁芯U1U2原线圈接交变电流原线圈中的磁场发生改变副线圈中的磁通量发生改变副线圈产生感应电动势副线圈有感应电流原线圈副线圈I1电流的磁效应铁芯传递如果电路闭合I2——互感现象参考答案：在原线圈上由变化的电流激发了一个变化的磁场，即电场的能量转变成磁场的能量；通过铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，于是在副线圈上产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量，实现了电能→磁场能→电能的转变。思考与讨论：我们知道导线可以输送电能，变压器上的原、副线圈之间并没有导线直接连接，却将电能从原线圈的电路输送到副线圈的电路。在变压器中能量是如何转化的？知识点二：电压与匝数的关系实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)，多用电表，低压交流电源以及导线若干等。【实验器材】【实验原理】（1）变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的。电流通过原线圈时在铁芯中产生磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，副线圈就存在输出电压。（2）本实验通过与副线圈相连接的多用电表，观察原线圈电压变化时，副线圈的输出电压的变化；通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。实验方法：控制变量法V～n1n2实验电路图：

【实验步骤】★注意事项（1）为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V；（2）为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程试测。【实验数据】

思考：为什么数据没有严格遵从原、副线圈上的电压之比等于它们的匝数之比这样的规律呢？原因：变压器工作时有能量损失。①铜损：变压器线圈通过电流时会发热；②铁损：铁芯在交变磁场的作用下会发热，即：涡流现象发热；③漏损：交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内，即：漏磁损失能量。变压器在忽略漏磁、线圈电阻、其它损耗的情况下，称为理想变压器。（2）理想变压器特点：①变压器铁芯内无漏磁；②原、副线圈不计内阻；③忽略铁芯产生的热量。理想变压器没有能量损失，工作效率为100%1.理想变压器①线圈有电阻；②铁芯内产生涡流；③铁芯导磁过程存在“漏磁”等（1）实际中的变压器：2.理想变压器的基本规律（1）电压关系①理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，即n1n2U1U2

②若变压器有多个副线圈，其电压与匝数的关系依然成正比。即

n1U1n2U2n3U3n4U4

或③升压变压器和降压变压器当n2

>n1时，U2

>U1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器；当n2<n1时，

U2

<U1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器；U1ACU2n1n2U2ACU1n1n2升压变压器降压变压器（2）频率关系在原线圈中接上周期性变化的电流在副线圈中激发出同频率的交流电。变压器不能改变交变电流的频率f1=f2（3）功率关系理想变压器无能量损失，所以输入功率等于输出功率。原线圈副线圈铁芯U1U2

n1n2∽P入P出P入=P出原线圈输入功率也为零。注：3.对有多个副线圈输出时，输入功率等于副线圈上输出功率之和。即：P入=P出1+P出2+…+P出n2.变压器的输入功率由输出功率决定。输出功率为零，1.当副线圈为断路时，

——电流关系由理想变压器输入功率等于输出功率：P入=P出

（4）电流关系

理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。此公式只适用于一个副线圈的变压器有多个副线圈时：由P入=P出得I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn得I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn注意：1、（多选）关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险C.变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小D.当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出AC2.如图所示，变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电导线给用电器供电，当电键S断开时，图中电压表示数U和电流表示数I的变化是（）A.U、I均变大B.U变大，I变小C.U、I均变小 D.U变小，I变大B3.如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压为220V的正弦交流电源上，副线圈通过电流表与一阻值为40V的电阻连接。已知理想电流表的示数为1.1A，则下列说法正确的是（）A．变压器的输入功率为24.2W

B．