变压器-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

3.3变压器变压器的结构与工作原理01解决电力传输损耗问题19世纪末，特斯拉推动交流电系统时，变压器将电压升至11000V，使从尼亚加拉水电站到布法罗的输电损耗从70%降至10%以下。变压器的构造原线圈副线圈①铁芯：绝缘硅钢片叠合而成②原线圈：③副线圈：与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈与负载相连的线圈，也叫次级线圈工作原理之互感现象

互感现象的基本原理当一个线圈中的电流变化时，会在另一个线圈中产生感应电动势，如电力变压器中初级线圈电流变化使次级线圈产生电压。理想变压器的核心规律02(1)电压关系：

。(2)功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，

P入＝P出。(3)电流关系：根据功率关系计算。当只有一个副线

圈时，I1U1＝I2U2，得

。理想变压器的基本规律：例题1：如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，两个标有“12V

6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的电表)的示数分别是(

)A.120V，0.10A B.240V，0.025AC.120V，0.05A D.240V，0.05AD

解析：灯泡正常发光，所以U2＝12V，根据

，代入数据解得U1＝240V。两个灯泡均正常发光

，根据

，代入数据解得I1＝0.05A。故D正确。例题2．某理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶9，原线圈所接电源电压的变化规律如图所示，副线圈接有负载。下列判断正确的是(

)A.输出电压的最大值为36VB.原、副线圈中电流之比为55∶9C.该理想变压器的输入、输出功率之比为55∶9D.原线圈两端电压有效值为220V，频率为50Hz变压器的分类与实际应用04升压与降压变压器升压变压器的工作原理与应用场景在电力系统中，升压变压器将发电机输出的10kV电压升至220kV及以上，如三峡电站采用特高压升压变压器实现远距离输电。降压变压器的功能特点与典型案例城市配电网中，降压变压器将110kV高压电降至220V民用电压，上海浦东变电站的降压设备保障了数百万家庭用电。互感器的类型与作用电流互感器（CT）广泛应用于电力系统，如国家电网变电站中，将高电流按比例转换为低电流，供电流表、继电保护装置等安全测量与控制。电压互感器（PT）在110kV及以上变电站中，如上海电网的变电站，将高电压降至100V标准电压，保障仪表和保护设备的安全运行。钳形电流表的原理电磁感应核心机制基于变压器互感原理，其铁芯可开合，闭合时将被测导线作为初级线圈，次级线圈感应出与电流成正比的电压。电流测量实现方式次级线圈与整流、表头电路连接，如福禄克319钳形表，能直接显示交流电流值，无需断开电路。应用场景与优势在电力检修中，如国家电网工程师用它检测配电柜线路电流，安全高效，避免停电操作。理想变压器的动态变化分析05对理想变压器进行动态分析的两种常见情况:

(1)原、副线圈匝数之比不变，分析各物理量随负载电阻R变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1。(2)负载电阻不变，分析各物理量随原、副线圈匝数之比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。例题3.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin100πt(V)，则(

)A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB.当t＝600(1)

s时，c、d间电压的