高中物理变压器详解

高中物理变压器详解

抱负变压器是高中物理中的一个抱负模型，它指的是忽视原副线

圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。下面来跟着我一起来学习一

下这篇变压器吧。

变压器

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抱负变压器的构造、作用、原理及特征

构造:两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。

作用：在输送电能的过程中转变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正由于是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在

输送交变电流的电能过程中转变交变电压。

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抱负变压器的抱负化条件及其规律

在抱负变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的

缘由，原、副线圈中都将产生感应电动势，依据法拉第电磁感应定律

有：

忽视原、副线圈内阻，有U1=E1,U2=E2

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽视漏磁，即认为在任意时刻

穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有，由此便可得抱负

变压器的电压变化规律为。在此基础上再忽视变压器自身的能量损失

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(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为

"铜损"和"铁损"),有P1=P2而P1=I1U1,P2=I2U2,于是又得抱负变

压器的电流变化规律为

由此可见：

⑴抱负变压器的抱负化条件一般指的是：忽视原、副线圈内阻上

的分压，忽视原、副线圈磁通量的差别，忽视变压器自身的能量损耗

(实际上还忽视了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别。)

⑵抱负变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转

化与守恒定律在上述抱负条件下的新的表现形式。

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规律小结

⑴熟记两个基本公式

即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

©P入=「出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率

总等于全部输出功率之和。

⑵原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等

(3)原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样

⑷公式

中，原线圈中ULII代入有效值时，副线圈对应的U2、12也是

有效值，当原线圈中UI、11为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、

12也对应最大值或瞬时值

(5)需要特殊引起留意的是：

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①只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：

②变压器的输入功率由输出功率打算，往往用到：

即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的

平方成正比，与原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成

反比。

式中的R表示负载电阻的阻值，而不是“负载"。"负载"表示副线

圈所接的用电器的实际功率。实际上，R越大，负载越小;R越小，负

载越大。这一点在审题时要特殊留意。

(6)当副线圈中有二个以上线圈同时工作时，

U1回U2回U3=nl回n2回n3,但电流不行，此状况必需用原副线圈功率相等

来求电流。

⑺变压器可以使输出电压上升或降低,但不行能使输出功率变大.

假如是抱负变压器.输出功率也不行能削减。

⑻通常说的增大输出端负载，可理解为负载电阻减小;同理加大

负载电阻可理解为减小负载。

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几种常用的变压器

⑴自耦变压器

图是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一

个线圈。假如把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可

以降低电压;假如把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就

可以上升电压。

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调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB

绕在一个圆环形的铁芯上。AB之间加上输入电压UIo移动滑动触

头P的位置就可以调整输出电压U2。

⑵互感器

互感器也是一种变压器。沟通电压表和电流表都有肯定的量度范

围，不能直接测量高电压和大电流。用变压器把高电压变成低电压,

或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。这种变压器叫做

互感器。互感器分电压互感器和电流互感器两种。

①电压互感器

电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高压电

路中，副线圈上接入沟通电压表。依据电压表测得的电压U2和铭牌

上注明的变压比(U1/U2),可以算出高压电路中的电压。为了工作

平安，电压互感器的铁壳和副线圈应当接地。

②电流互感器

电流互感器用来把大电流变成小电流。它的原线圈串联在被测电

路中，副线圈上接入沟通电流表。依据电流表测得的电流12和铭牌

上注明的变流比(11/12),可以算出被测电路中的电流。假如被测电路

是高压电路，为了工作平安，同样要把电流互感器的外壳和副线圈接

地。

习题演练

1.一台抱负变压器的输出端仅接一个标有"12V,6W”的灯泡，且

正常发光，变压器输入端的电流表示数为0.2A,则变压器原、副线圈

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的匝数之比为()

A.702B.301C.6目3D.5国2

2.如图所示，通过降压变压器将220V沟通电降为36V供两灯使

用，降为24V供仪器中的加热电炉使用.假如变压器为抱负变压器.求:

⑴若n3=96匝，n2的匝数;

(2)先合上KI、K3,再合上K2时，，各电表读数的变化；

⑶若断开K3时A1读数削减220mA,此时加热电炉的功率；

⑷当KI、K2、K3全部断开时，A2、V的读数。

习题解析

1.D

解析：由于，I2=P2/U2=6/12=O.5A11=0.2A,所以nl国n2=l2回11=5回2

2.(1)变压理的初级和两个次级线圈统在同一绕在同一铁蕊上，铁

蕊中磁通量的变化对每匝线圈都是相同的.所以线圈两端的电压与匝

数成正比.有

⑵合上KI、K3后，灯L1和加热电炉正常工作.再合上K2,灯L2

接通，UI、nl和n3的值不变.故V读数不变.但L2接通后，变压器的

输入、输出功率增大.故Al、A2读数增大.

(3)断开K3时-，A1读数削减200mA,表明输入功率削减，削减值

为