1、学案 6 变压器 学习目标定位 1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握 理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并 能推导出原、副线圈的电流关系 1当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中产生 的现象，称为互 感 利用互感现象，可以把 从一个线圈传递到另一个线圈 2电流在一段电路上做功的功率 P 等于 ，即 P . 一、变压器的结构与原理 1变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的 组成的，与 连接的 线圈叫原线圈，也叫初级线 圈，与负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈 2变压器的原、副线圈并不相连，电能从原线圈通过 传输给副线圈
2、 二、变压器的电压与匝数 的关系 理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成 比，即 . U1U2 n1n2 三、电流与匝数的关系 理想变压器原、副线圈中的电流 I1、I2 与它们的匝数 n1、n2 的关系： . I1I2 n2n1 四、电压互感器和电流互感器 1电压互感器是一种 变压器，它的初级 在高压交流线路上，次级则与交流 电压表相连 2电流互感器是一种 变压器，它的原线圈 在被测交流电路中，副线圈与 交流电流表相连. 一、变压器的原理及电压与匝数的关系 问题设计 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈通过开关连到交流电源的两 端，另一个线圈连到小灯泡上(如图 1 所示
3、) 图 1 (1)小灯泡能发光吗？为什么？ (2)若小灯泡发光，那么小灯泡两端电压与什么因素有关？ (3 )若将原线圈接到恒定的直流电源上，小灯泡亮不亮？分析讨论小灯泡亮或不亮的原因 要点提炼 1 是变压器的工作基础因此变压器只对 的电流起作用，对 电流不起作用(后两空填“变化”或“恒定”) 2变压器 (填“能”或“不能”)改变交变电流的频率 3变压器中的电压关系： (1)只有一个副线圈： . U1U2 n1n2 (2)有多个副线圈： U1n1 U2n2 U3n3 4原、副线圈的地位 (1)原线圈在其所处回路中充当负载 (2)副线圈在其所处回路中充当 二、理想变压器中的功率关系及电流关系 问题
4、设计 1什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？ 2若只有一个副线圈，原、副线圈中的电流与匝数有什么关系？ 3若有多个副线圈时，电流与匝数间的关系是 什么？ 要点 提炼 1理想变压器的特点： (1 )变压器铁芯内无 ；无 损失 (2)原、副线圈不计 ，即无能量损失 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功率关系： 3电流关系： (1)若只有一个副线圈，有 I1U1 ，即 . I1I2 n2n1 (2)当有多个副线圈时 I1U1 3 得 I1n1 三、理想变压器中各量的制约关系和动态分析 1变压器工作时的制约关系 (1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(
5、 )一定时，输入电压 U1 决定输出电压 U2， n1n2 即 U2 . n2U1n1 (2)功率制约：P 出决定 P 入，P 出增大，P 入 ；P 出减小，P 入 ，P 出为 0，P 入为 0. (3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比( )一定，且输入电压 U1 确定时，副线圈中 n1n2 的输出电流 I2 决定原线圈中的电流 I1，即 I1 . n2I2n1 2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，负载电阻变化，进行动态分析的顺序 是 RI2P 出P 入 I1； ( 2)负载电阻不变，匝数比变化，进行动态分析的顺序是 n1、n2U2I2P 出P 入I1.
6、一、对变压器的原理的理解 例 1 关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是 ( ) A通过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穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 二、理想变压器基本规律的应用 例 2 理想变压器连接电路如图 2 甲所示，已知原、副线圈匝数比为 101，当输入电压 波形如图乙时，电流表读数为 2 A，则( ) 图 2 A电压表读数为 282 V B电压表读数为 28.2 V C输入功率为 56.4 W D输入功率为 40 W 三、理想变压器中的动态分析 例 3 如图 3 所示为一理想
7、变压器，K 为单刀双掷开关， P 为滑动变阻器的滑动触头，U1 为加在原线圈两端的交变电压，I1 为原线圈中的电流，则( ) 图 3 A保 持 U1 及 P 的位置不变， K 由 a 扳向 b 时，I1 将增大 B保持 U1 及 P 的位置不变，K 由 b 扳向 a 时，R 消耗的功率减小 C保持 U1 不变，K 接在 a 处，使 P 上滑，I1 将增大 D保持 P 的位置不变， K 接在 a 处，若 U1 增大，I1 将增大 1(对变压器原理的理解)如图 4 所示，理 想变压器原、副线圈匝数之比 n1n241， 当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表 的示数是 12 mA，则副线圈中电流
8、表 的示数是( ) 图 4 A3 mA B48 mA C零 D与 R 阻值有关 2(理想变压器基本规律的应用) 如图 5 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 201，两 个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中 电压表和电流表(可视为理想电表 )的示数分别是 ( ) 图 5 A120 V,0.10 A B240 V,0.025 A C120 V,0.05 A D240 V,0.05 A 3(理想变压器中的动态分析) 如图 6 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 101，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加 上交变电压 u，其瞬时值表达式为 u220 sin (100t) V，现把单刀双掷开关与 a 连接，2 则( ) 图 6 A电压表的示数为 22 V B流过滑动变阻器的电流的方向每秒改变 100 次 C在滑动变阻器的触头 P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变大 D若把单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，保持滑动变阻器的触头 P 不动，电压表示数变大， 电流表的示数变小
