高中物理-5.4变压器教学课件设计

5.4变压器第五章交变电流人民教育出版社物理选修3-21、产生感应电动势的条件3、什么是互感现象2、法拉第电磁感应定律课前提问思考与讨论

把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。问题：小灯泡未与电源直接相连，为什么发光了呢？你认为变压器的工作原理是什么？学生活动：观察可拆式变压器构造2.示意图一、变压器的构造3.电路图中符号铁芯与线圈互相绝缘n1n21.构造：（1）铁芯（2）原线圈(初级线圈)（3）副线圈(次级线圈)

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)二、变压器的工作原理思考：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?=0～～——互感现象思考：原、副线圈电压与什么因素有关系？三、变压器的变压规律实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系

猜想：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数方法：控制变量法动手动脑学物理实验探究学生活动：探究原副线圈电压与匝数关系n1（匝）n2（匝）U1（V）U2（V）

实验结论误差允许范围内～～1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？

思考与讨论1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？

铜导线会有电阻，损耗能量，此为铜损。

铁芯中会有涡流，损耗能量，此为铁损。思考与讨论1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？思考与讨论将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。演示实验分析：若无铁芯或铁芯不闭合，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。此为磁损。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：电能→磁能→电能。铁芯起到了能量转换的作用。无磁损无铜损无铁损特点理想变压器——没有能量损失的变压器

实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。

理想变压器也是一个理想化模型。请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。理论探究～～I1I2n1n2U1U2原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1/tE2=n2/tE1/n1=E2/n2原线圈回路有：U1−

E1=I1r1≈0则U1=E1副线圈回路有：

E2=U2

+I2r2≈U2则U2=E2若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2则：U1/U2=n1/n2n2

>n1

U2>U1——升压变压器n2<n1

U2<U1——降压变压器实验和理论分析都表明：理想变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。结论1、一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为()A、36匝B、72匝C、720匝D、1440匝C课堂练习理想变压器输入功率等于输出功率即:

U1I1=U2I2P入=P出四、理想变压器的变流规律理想变压器原、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的理想变压器的电流关系一个原线圈多个副线圈的理想变压器，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：I2n2U2

I1n1U1I3n3U3

由P入=P出得2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V,60w”的灯泡供电时,灯泡正常发光.由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流I1=______。1803A课堂练习课堂练习3.变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？

副线圈应该用较粗的导线，因降压变压器副线圈中电流较大。用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V电动车充电器54V扫描仪12V笔记本电脑12V手机充电器4.2V5.0V机床上的照明灯36V路由器9V12V防身器3000V生活中需要各种电压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各式变压器形形色色的变压器一、变压器的构造

1．示意图

2．符号二、变压器的工作原理：

1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流

2、能量转化：电