变压器【知识精讲+备课精研】 高二物理 （人教版2019选择性必修第二册）

§3变压器高二物理（人教版2019）选择性必修第二册第三章交变电流生活中用电器的电压

在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而我们国家民用统一供电电压是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？新课引入充电电压5V工作电压220V工作电压6V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形形色色的变压器新课引入一、变压器的原理1.构造：（1）铁芯（2）原线圈(初级线圈)（3）副线圈(次级线圈)新课讲授2.示意图3.电路图中符号n1n2

观察下面的实验，你是否可以猜出一下手机是否会被充电？如果可以，说出你认为合理的原因？观察与思考：新课讲授

受刚才实验的启发，你是否可以分析一下变压器实现变压的工作原理呢？思考与讨论：新课讲授U2

RU1n1n2一、变压器的原理4.工作原理：新课讲授原线圈接交流电原线圈中的磁场发生改变在铁芯中产生变化的磁通量副线圈产生感应电动势副线圈的磁通量发生改变副线圈有感应电流U2

RU1n1n2互感现象1.若给原线圈接直流电压U1，副线圈电压U2=?新课讲授思考与讨论：2.原、副线圈电压与什么因素有关系？我们是否可以大胆的猜测与交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数有关呢？3.如果与上述因素有关，我们在实验是应该采用什么样的方法进行探究？新课讲授5.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系(1)实验数据：新课讲授实验次数原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈电压U1副线圈电压U2n1/n2U1/U218004008V3.68V22.228001008V0.9V88.932001008V3.61V22.2414001008V0.5V1416①从实验数据来看，原副线圈电压之比是否等于它们的匝数之比？②实验数据没有严格遵从这样的规律，是为什么？(2)误差分析：误差产生原因：能量损耗①变压器线圈通过电流时会发热；新课讲授②铁芯在交变磁场的作用下也会发热；③交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯呢。(1)定义：我们把没有能量损耗的变压器叫作理想变压器。①原副线圈没有电阻；②无磁通量漏失；③铁芯不发热；④是理想化的物理模型。新课讲授3.理想变压器：(2)特点：1.实验分析：理想变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。新课讲授二、电压与匝数的关系U2

RU1n1n2

原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁)，因此产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有：

U1=E1

U2=E2

2.理论分析：新课讲授U2

RU1n1n2(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

我们知道导线可以传输电能，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？新课讲授思考与讨论：

变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：

电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)(1)理想变压器输入功率等于输出功率:即:U1I1=U2I2P入=P出4.几个重要关系(2)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新课讲授→U1决定

U2→I2决定I1①电压关系：→P出决定P入②功率关系：P入=P出③电流关系：(3)理想变压器的三个决定关系新课讲授4.几个重要关系新课讲授5.多个副线圈情况下的电压、功率和电流关系①电压关系：②功率关系：P入=P出③电流关系：I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

6.几种常用变压器(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新课讲授(2)互感器:

A电流互感器电压互感