第六节变压器

第六节变压器第1页，课件共58页，创作于2023年2月1.通过实验观察，了解变压器的构造．2．知道变压器的工作原理、变压器的变压、变流规律．(重点)3．知道变压器的用途，能够运用变压器的变压、变流规律定性和定量分析有关变压器的实际问题．(重点)第2页，课件共58页，创作于2023年2月一、认识变压器1.概念及结构变压器是改变_________的设备，由_________和绕在铁芯上的______组成，其中与电源连接的线圈叫________

(也称为初级线圈)，与负载连接的线圈叫________

(也称为次级线圈)．交流电压闭合铁芯线圈原线圈副线圈第3页，课件共58页，创作于2023年2月2.示意图及符号单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示．第4页，课件共58页，创作于2023年2月3.工作原理在原线圈上加交变电压，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的________，这个交变的磁通量不仅穿过原线圈，也穿过副线圈，所以在副线圈中产生____________．如果在副线圈两端接入负载，负载中就会有交变电流．在原、副线圈中由于有交变电流而产生的__________的现象叫互感现象．变压器的工作原理就是利用了互感现象．磁通量感应电动势相互感应第5页，课件共58页，创作于2023年2月二、探究变压器的电压与匝数的关系1.探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系(1)在该实验中，要探究的物理量是四个，即输入电压、输出电压、原线圈匝数和副线圈匝数，因此为了搞清关系，应该用____________法．(2)猜想：线圈两端的电压与其匝数可能有什么关系？原、副线圈的匝数对副线圈两端的电压是否都有影响？控制变量第6页，课件共58页，创作于2023年2月(3)设计实验方案：控制变量，分别探究．先保持原线圈的匝数不变，改变____线圈的匝数，研究对输出电压的影响；然后，再保持副线圈的匝数不变，改变___线圈的匝数，研究对输出电压的影响.(4)进行实验，记录数据．(5)分析数据，得出结论：_________________________________________________．2.理想变压器：忽略原、副线圈的________和各种____________损失的变压器．原副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比电阻电磁能量副原第7页，课件共58页，创作于2023年2月匝数降压升压第8页，课件共58页，创作于2023年2月想一想变压器能改变恒定电流的电压吗？提示：不能．因为变压器的变压原理是互感现象．若通过原线圈的电流为恒定电流，则在铁芯中激发的磁场为恒定磁场，副线圈中无感应电动势产生，所以变压器不能改变恒定电流的电压．第9页，课件共58页，创作于2023年2月三、理想变压器原、副线圈中的电流1.铜损和铁损(1)铜损：变压器的线圈有________，电流通过时要生热，损耗一部分能量，这种损耗叫做铜损．(2)铁损：铁芯在交变磁场中反复磁化，也要损耗一部分能量使______发热，这种损耗叫做铁损．电阻铁芯第10页，课件共58页，创作于2023年2月等于第11页，课件共58页，创作于2023年2月要点一变压器的工作原理学案导引1.理想变压器有哪些特点？2.变压器的变压原理是什么？第12页，课件共58页，创作于2023年2月1.理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量；(2)变压器的铁芯无漏磁；(3)在铁芯内产生的感应电流即产生的热量不计．第13页，课件共58页，创作于2023年2月2.变压器的工作原理第14页，课件共58页，创作于2023年2月变压器的变压原理是电磁感应，当原线圈上加交变电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．第15页，课件共58页，创作于2023年2月第16页，课件共58页，创作于2023年2月特别提醒：(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用；(2)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的；(3)变压器不能改变交变电流的频率．第17页，课件共58页，创作于2023年2月

(双选)关于变压器的工作原理，以下说法正确的是(

)A．通以正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C．穿过副线圈的磁通量的变化使得副线圈产生了感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈中例1第18页，课件共58页，创作于2023年2月【关键提醒】解答本题时应把握以下两点：(1)变压器的构造是原、副线圈绕在同一铁芯上．(2)变压器的工作原理是互感现象．【精讲精析】通过下表对各项逐一分析：选项解析过程结论A通入交变电流时原线圈产生的磁通量是变化的×B原、副线圈在同一铁芯上，没有漏磁，磁通量相等√C由电磁感应现象，磁通量变化引起感应电动势√D副线圈中的电流是由于磁通量变化引起的×第19页，课件共58页，创作于2023年2月【答案】

BC【题后反思】原线圈中的交变电流所产生的变化磁场，除穿过原线圈之外，也穿过副线圈，在两个线圈中都能产生电磁感应现象．第20页，课件共58页，创作于2023年2月变式训练1.(双选)(2012·桂林高二检测)变压器原、副线圈中一定相同的物理量有(

)A．交流电的频率B．磁通量的变化率C．交流电的峰值

D．交流电的有效值第21页，课件共58页，创作于2023年2月解析：选AB.变压器的原理是电磁感应现象，改变的是电压、电流，而原、副线圈上交流电的频率不变，A对．在同一铁芯上，磁通量相同，磁通量的变化率相同，故B对，C、D错．第22页，课件共58页，创作于2023年2月要点二理想变压器工作时的几个关系学案导引1.原、副线圈的电压和电流与线圈的匝数有什么关系？2.多个副线圈的变压器，原、副线圈的电压和电流与线圈的匝数有什么关系？第23页，课件共58页，创作于2023年2月第24页，课件共58页，创作于2023年2月第25页，课件共58页，创作于2023年2月若有多个副线圈时，有P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…将U1∶U2∶U3∶…＝n1∶n2∶n3∶…代入得n1I1＝n2I2＋n3I3＋…第26页，课件共58页，创作于2023年2月特别提醒：(1)因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率．实际变压器(特别是大型变压器)一般可以看成理想变压器．(2)变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立．第27页，课件共58页，创作于2023年2月第28页，课件共58页，创作于2023年2月

(单选)一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图所示．副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则(

)例2第29页，课件共58页，创作于2023年2月【关键提醒】解答本题时应把握以下三点：(1)正弦交变电流峰值与有效值的关系．(2)变压器原、副线圈电压与匝数的关系．(3)电流表示数，电热和功率需用交变电流有效值计算．第30页，课件共58页，创作于2023年2月第31页，课件共58页，创作于2023年2月【答案】

D第32页，课件共58页，创作于2023年2月变式训练2.(双选)(2011·高考广东卷)如图(a)左侧调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是(

)第33页，课件共58页，创作于2023年2月第34页，课件共58页，创作于2023年2月A．电流表的示数为2AB．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为100Hz第35页，课件共58页，创作于2023年2月要点三理想变压器的制约关系和动态分析学案导引1.理想变压器的电压、电流和输入功率与输出功率之间存在怎样的制约关系？2.如何分析变压器的动态变化情况？第36页，课件共58页，创作于2023年2月1.电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝n2U1/n1.2.电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1.第37页，课件共58页，创作于2023年2月3.负载制约：(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…(2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2；(3)总功率P入＝P线＋P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的．第38页，课件共58页，创作于2023年2月4.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1.(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数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.第39页，课件共58页，创作于2023年2月特别提醒：(1)电压的制约关系，反映了感应电动势的因果关系．(2)电流和功率的制约关系，体现了能量守恒的特点．(3)理想变压器的副线圈可以看做负载的无阻电源，与副线圈组成的电路可以参照直流电路动态分析的方法．第40页，课件共58页，创作于2023年2月

(双选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后(

)例3第41页，课件共58页，创作于2023年2月A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变【审题指导】解答本题时注意了解电路的结构，并正确理解原、副线圈的功率、电压、电流之间的关系．第42页，课件共58页，创作于2023年2月【精讲精析】电源电压有效值不变，所以V1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故V2示数不变，V1与V2示数的比值也不变，所以C错误，D正确；当开关S闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，A2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变，A1与A2示数的比值不变，A1的示数也增大，所以A正确，B错误．第43页，课件共58页，创作于2023年2月【答案】

AD【规律总结】处理这类问题的关键是要分清变量与不变量，弄清理想变压器中各量间的联系和制约关系，在理想变压器中，U2由U1和匝数比决定；I2由U2和负载电阻决定．I1由I2和匝数比决定．第44页，课件共58页，创作于2023年2月变式训练3.(双选)如图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是(

)第45页，课件共58页，创作于2023年2月第46页，课件共58页，创作于2023年2月第47页，课件共58页，创作于2023年2月第48页，课件共58页，创作于2023年2月含多组副线圈的变压器[经典案例]

(10分)如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1100匝．接入电压U1＝220V的电路中．(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6V，U3＝110V，它们的匝数n2，n3分别为多少？第49页，课件共58页，创作于2023年2月(2)若在两副线圈上分别接上“6V，20W”“110V，60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？第50页，课件共58页，创作于2023年2月【关键提醒】解题时应特别把握以下两点：(1)原、副线圈的电压与匝数的关系．(2)根据原、副线圈的功率关系确定电流关系．第51页，课件共58页，创作于2023年2月【答案】(1)30匝550匝(2)0.36A第52页，课件共58页，创作于2023年2月第53页，课件共58页，创作于2023年2月奇妙的保安器如图甲所示，A是一个变压器的铁芯，B是进入户内的两根电线，一根是火线，另一根是零线．由于它