变压器 课件【知识精讲+备课精研+高效课堂】 人教版(2019)高中物理选择性必修二

横县百合完全中学：韦衍虎182761435373.3变压器问题导入

生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢?两者结构和工作原理都是相同的一、变压器的原理1.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n1n2铁芯原线圈副线圈U1U22.变压器的示意图①原线圈：②副线圈：其匝数用n1表示,两端的电压叫变压器的输入电压U1

其匝数用n2表示,两端的电压叫变压器的输出电压U2R3.变压原理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

总之变压器的基本原理就是利用电磁感应现象，或者说是原线圈和副线圈之间的互感现象来工作的。实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

实验思路：控制变量法，保持原线圈电压U1和匝数n1不变，改变副线圈的匝数n2。

物理量的测量：副线圈的输出电压U2。U1/Vn1/匝n2/匝U2/V122001005.82.06821220040023.40.5130.5128001001.229.838128004005.42.2221214001000.8414.2814121400400343.5数据分析：

发现

的数值和

数值总是相差那么一点，这是为什么呢？4.理想变压器变压器的能量损耗①铜损②铁损③漏损线圈电阻发热涡流现象发热漏磁损失能量理想变压器：磁通量全部集中在铁心内P1＝P2Φ1=Φ2电能没有发热损耗二、电压与匝数关系设穿过原线圈磁通量为Φ1，穿过副线圈磁通量为Φ2。由于Φ1=Φ2理想变压器，不考虑原副线圈的内阻，则：U1=E1，U2=E2升压变压器降压变压器①当n2＞n1时②当n2＜n1时简单记忆：那边匝数多，它的电压就高。变压器原副线圈的电压比等于线圈匝数比U2＞U1U2＜U120匝10匝220V110V注意：电压是有效值1.电压与匝数的关系2.变压器的应用变电站的大型变压器小家电中的变压器

实际应用中需要改变交流电压的场合是很多的。大型发电机发出的交流，电压为几万伏。而用电器使用电压不一样。由于有了变压器，交流的电压容易改变，所以交流得到了广泛的应用。

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?思考与讨论电能磁场能电能利用互感现象理想变压器：输出功率等于输入功率U1I1=U2I2移项3.电流与匝数的关系P1＝P2P=UI原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比课堂练习例1：这是一个理想变压器，原线圈匝数n1=180，副线圈匝数n2=23，输入端输入的交流电表达式是U=311sin100wt，输出端的负载电阻R=88Ω。那么你能求出原副线圈中的电压和电流有效值吗？解：输入端电压的最大值Um=311V,原线圈中的电压有效值再由，解得U2=44V根据欧姆定律，得I2=0.5A最后再根据得I1=0.1AU1U2I2I1电源4.电压、电流、功率之间的因果关系①U1由电源决定②U2由U1和匝数比决定：

③I2由U2和负载决定：

④I1由I2和匝数比决定：⑤输入功率P1由输出功率P2决定：P1＝P25.原副线圈中的频率关系

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。f1=f2变压器不会改变交变电流原线圈中的频率大小。以上的所有结论都是只适用于一个副线圈的变压器。科学漫步无线充电技术

基本工作原理：在初级线圈输入一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。例2：有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线图是1140匝，副线圈是多少匝?在某次实际工作时输入电压只有220V，则输出电压是多少？课堂练习解1.根据题目条件已知，U1=380V，U2=36V，n1=1140，求：n2=？带入数据得：2.同理，带入数据得：解得：U2=20.8V例3：街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小(滑动片向下移)。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数如何变化。课堂练习解：明确各表示数代表什么：A1示数为输入电流I1；A2示数为输出电流I2；V1示数为输入电压U1；V2示数为输出电压U2；V3示数为滑动变阻器电压U3；输入电压U1由电源决定的，所以V1示数为不变。不变不变②输出电压U2是由U1和匝数，由于U1和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压U2也不变，所以V2示数不变。不变③由“串反并同”R的值减小，A2与R串联，所以A2示数增大，即输出电流I2增大。V3与R并联，所以V3示数减少，即滑动变阻器电压U3减少。增大减少④I1由I2和匝数比决定：由可得I1增大，即A1示数增大。增大课堂小结1.变压器原理：2.理想变压器特点：利用互感现象实现电能→磁场能→电能的转化和传递。3.理想变压器规律：①功率关系：②频率关系：③电压关系：④电流关系：磁通量全部集中在铁心内P1＝P