1、1第2節(jié)變壓器21了解變壓器的構(gòu)造，理解變壓器的工作原理2理解變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律，并運(yùn)用此規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題3了解自耦變壓器的工作原理3互感互感 交變電流交變電流 4匝數(shù)之比匝數(shù)之比 低低 5連續(xù)調(diào)節(jié)連續(xù)調(diào)節(jié) 6一、變壓器的原理1變壓器的結(jié)構(gòu)如圖421所示為變壓器的示意圖和變壓器在電路圖中的符號(hào)7(1)變壓器的構(gòu)造：閉合鐵芯，原線圈(匝數(shù)用n1表示)、副線圈(匝數(shù)用n2表示)，輸入電壓是U1，輸出電壓是U2，兩個(gè)線圈都繞在疊合而成的硅鋼片上，硅鋼片都涂有絕緣漆(2)原線圈：與交流電源相連接的線圈，又叫做初級(jí)線圈(3)副線圈：與負(fù)載相連的另一個(gè)線圈，又叫做次級(jí)線圈82變壓器的工作原理變壓器

2、的變壓原理是電磁感應(yīng)當(dāng)原線圈加上交流電時(shí)，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在原副線圈中都產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如果副線圈是閉合的，則副線圈中將有交變的感應(yīng)電流，它也在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通量，在原、副線圈中同樣要引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由于這種互相感應(yīng)的互感現(xiàn)象，原、副線圈間雖然不相連，電能卻可以通過(guò)磁場(chǎng)從原線圈傳遞到副線圈磁通量轉(zhuǎn)換方式為：原線圈電能磁場(chǎng)能副線圈電能9特別提醒理想變壓器應(yīng)具備的條件1原副線圈沒(méi)有電阻2無(wú)磁通量漏失3鐵芯不發(fā)熱1011(4)當(dāng)n2n1時(shí)，U2U1，這種變壓器使電壓升高，叫升壓變壓器當(dāng)n2n1時(shí)，U2U1，這種變壓器使電壓降低，叫降壓變壓器2理想變壓器原、副線圈的功率

3、關(guān)系根據(jù)能量守恒，理想變壓器工作時(shí)，它的輸入功率等于輸出功率，即P入P出，P入隨P出的增大而增大1213三、自耦變壓器如圖422所示，鐵芯上只繞一個(gè)線圈，低壓線圈是高壓線圈的一部分，既可以作為升壓變壓器使用，也可以作為降壓變壓器使用14教材資料分析迷你實(shí)驗(yàn)室變壓器鐵芯的導(dǎo)磁作用準(zhǔn)備可拆變壓器、低壓交流電源、小燈泡及導(dǎo)線若干如圖413所示，去掉可拆變壓器上壓緊橫條的膠木螺釘，并將橫條放在形鐵芯的A側(cè)上15變壓器左邊繞組接12 V低壓交流電源，右邊繞組接一個(gè)額定電壓為36 V的小燈泡觀察小燈泡的亮度把橫條慢慢推向B，直至與B完全閉合，觀察在此過(guò)程中小燈泡變亮還是變暗你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？點(diǎn)撥當(dāng)橫

4、條慢慢推向B的過(guò)程中，小燈泡逐漸變亮，當(dāng)與B完全閉合時(shí)，小燈泡最亮這是因?yàn)闄M條的存在使大部分磁感線通過(guò)橫條與B構(gòu)成回路，橫條離B越近，穿過(guò)橫條與B的磁感線的條數(shù)越多，當(dāng)橫條與B閉合后，幾乎所有的磁感線都通過(guò)橫條與B形成閉合回路使通過(guò)B的磁通量變化率增大，B線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也增大，故小燈泡逐漸變亮直至形成回路時(shí)小燈泡最亮16迷你實(shí)驗(yàn)室定性探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系如圖416所示，將可拆變壓器的橫條和一組匝數(shù)較少(如左邊)的繞組取出，再把連接好燈座的較長(zhǎng)導(dǎo)線(約5 m)套入鐵芯的左邊17(1)將長(zhǎng)導(dǎo)線按順時(shí)針?lè)较蛞辉岩辉训乩@在鐵芯的左邊，邊繞邊觀察小燈泡的發(fā)光情況(2)待小燈泡發(fā)出耀眼的強(qiáng)光后

5、，再按逆時(shí)針?lè)较蛞辉岩辉训赝顺鲨F芯，邊退邊觀察小燈泡的發(fā)光情況觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：_.得出的結(jié)論是：_.點(diǎn)撥觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：隨著繞在鐵芯上的線圈匝數(shù)的增大，燈泡逐漸變亮，隨著匝數(shù)的減少，燈泡越來(lái)越暗得出的結(jié)論：線圈的電動(dòng)勢(shì)隨著匝數(shù)的增多而增大，隨著匝數(shù)的減少而降低1819答案C2021【變式1】 一臺(tái)理想變壓器，其原線圈2 200匝，副線圈440匝，并接一個(gè)100 的負(fù)載電阻，如圖424所示(1)當(dāng)原線圈接在44 V直流電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為_(kāi)V，電流表示數(shù)為_(kāi)A.(2)當(dāng)原線圈接在220 V交流電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為_(kāi)V，電流表示數(shù)為_(kāi)A此時(shí)輸入功率為_(kāi)W，變壓器效率為_(kāi)22答案(1)00

6、(2)440.4419.36100%23【典例2】 如圖425所示，一臺(tái)有兩個(gè)副線圈的變壓器，原線圈匝數(shù)n11 100匝接入電壓U1220 V的電路中(1)要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓U26 V，U3110 V，它們的匝數(shù)n2，n3分別為多少？(2)若在兩副線圈上分別接上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的兩個(gè)用電器，原線圈的輸入電流為多少？24答案(1)30匝550匝(2)0.36 A借題發(fā)揮多繞組變壓器中，原、副線圈間電壓與匝數(shù)的關(guān)系仍成立；但電流與匝數(shù)的關(guān)系不成立可以借助P入P出，即U1I1U2I2U3I3分析問(wèn)題25【變式2】 如圖426所示，理想變壓器三個(gè)線圈的匝數(shù)之比為

7、n1 n2 n310 5 1，其中n1接到220 V的交流電源上，n2和n3分別與電阻R2、R3組成閉合回路已知通過(guò)電阻R3的電流I32 A，電阻R2110 ，求通過(guò)電阻R2的電流I2和通過(guò)原線圈的電流I1.26答案1 A0.7 A27【典例3】 如圖427所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈的電壓，則()A保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大B保持P的位置及U1不變，K由b合到a時(shí)，R消耗功率將減小C保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D保持P 的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大2829借題發(fā)揮(1)對(duì)于電壓的大

8、小，條件充分時(shí)只需根據(jù)原線圈電壓及原、副線圈的匝數(shù)確定(2)P1、P2、I1、I2的判斷往往都與R的大小有關(guān)，對(duì)P1、I1的確定，需從P2、I2入手(3)各物理量的制約關(guān)系：在變壓比一定時(shí)，當(dāng)輸入電壓一定，則輸出電壓一定，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，輸出電流變化，輸出功率變化，故輸入電流，輸入功率也相應(yīng)變化30【變式3】 一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈有可調(diào)電阻R.設(shè)原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2，輸出功率為P2，當(dāng)R增大時(shí)()AI1減小，P1增大 BI1減小，P1減小CI2增大，P2減小 DI2增大，P2增大答案B 31變壓器的基本規(guī)律1.某變電站

9、用原、副線圈匝數(shù)比為n1 n2的變壓器，將遠(yuǎn)距離輸送的電能送給用戶，如圖428所示，將變壓器看作理想變壓器，當(dāng)變壓器正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A原、副線圈電壓比為n2 n1B原、副線圈電流比為n1 n2C原、副線圈電壓比為n1 n2D變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1 n232解析電壓之比等于匝數(shù)之比，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，所以電流之比等于電壓之比的反比，即等于線圈匝數(shù)之比的反比答案C33多繞組變壓器2. 如圖429所示，理想變壓器鐵芯上繞有A、B、C三個(gè)線圈，匝數(shù)比為nA nB nC4 2 1，在線圈B和C的兩端各接一個(gè)相同的電阻R，當(dāng)線圈A與交流電源連通時(shí)，交流電流表A2

10、的示數(shù)為I0，則交流電表A1的讀數(shù)為_(kāi)I0.34答案0.6253536答案BC374.為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖4211所示當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后()AA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變BA1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大CV2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大DV2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變38解析電源電壓有效值不變，所以V1示數(shù)不變，原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，匝數(shù)之比不變，故V2示數(shù)不變，V1與V2