第三章

交變電流選擇性必修二第三節(jié)變壓器街頭變壓器各式變壓器可拆式變壓器變電站的大型變壓器認識變壓器1.變壓器的組成一、變壓器的構(gòu)造和原理①鐵芯：由絕緣硅鋼片疊合而成②原線圈：與交流電源相連的線圈，也叫初級線圈③副線圈：與負載相連的線圈，也叫次級線圈

U1U2

∽n1n2∽(1)原線圈

(2)副線圈①匝數(shù)用n1表示②輸入電壓：U1①匝數(shù)用n2表示②輸出電壓U22.示意圖

U1U2

∽n1n2∽n1n2電路圖中符號鐵芯與線圈互相絕緣問題2：變壓器原、副線圈并不相通，那么在給原線圈接交變電壓U1后，副線圈電壓U2是怎樣產(chǎn)生的？問題1：變壓器副線圈和原線圈電路是否相通？原線圈接交變電源3.變壓器的原理原線圈中產(chǎn)生交變磁場鐵芯構(gòu)成磁回路副線圈產(chǎn)生交變感應電動勢I1I2原線圈副線圈鐵芯變壓器的基本原理是利用原線圈和副線圈之間的互感現(xiàn)象能量一個線圈電流的變化導致相鄰線圈的磁通量發(fā)生變化，而在該相鄰兩個線圈中都產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為互感現(xiàn)象。注意：（1）變壓器不改變交變電流的周期和頻率。（2）變壓器只對變化的電流起作用，對恒定電流不起作用。（3）變壓器的兩個線圈之間通過磁場聯(lián)系在一起，兩個線圈間是絕緣的。變壓器的作用：改變交變電流的電壓【例1】理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2＝4：1，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時，圖中電流表A1的示數(shù)12mA，則電流表A2的示數(shù)為（）A．3mAB．0C．48mAD．與負載R的值有關(guān)B二、實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.電壓與匝數(shù)的關(guān)系

忽略能量損失造成的誤差，在理想情況下，變壓器原、副線圈的電壓跟它們的匝數(shù)成正比。U2

RU1n1n2實驗分析理想模型理想模型理想變壓器理想變壓器①鐵芯內(nèi)無漏磁（無磁損）②原、副線圈無電阻發(fā)熱（無銅損）③鐵芯中無渦流發(fā)熱（無鐵損）沒有能量損耗ΔΦ1=ΔΦ2

(理想變壓器)無漏磁E=U無電阻

理論分析設穿過原線圈磁通量為Φ1，穿過副線圈磁通量為Φ2。由法拉第電磁感應定律得：U2

RU1n1n22.電壓與匝數(shù)的關(guān)系原線圈

E1=副線圈

E2=(1)n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器(2)n2<n1

U2<U1——降壓變壓器新課講授3.升壓變壓器和降壓變壓器Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是________(選填“na”或“nb”)．【例2】為完成“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗，必須要選用的是________．A．有閉合鐵芯的原、副線圈B．無鐵芯的原、副線圈C．交流電源D．直流電源E．多用電表(交流電壓擋)F．多用電表(直流電壓擋)用匝數(shù)na＝60和nb＝120的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如下表，ACEnb(1)輸入功率P1等于輸出功率P2即:U1I1=U2I2P1=P2三、理想變壓器原、副線圈的功率和電流關(guān)系(2)原、副線圈的電流跟它們的匝數(shù)成反比I2U2

RU1n1n2I1注意：1、此式只適用于有一個副線圈的變壓器，不適用于有多個副線圈的變壓器。2、匝數(shù)多電流小可用細導線，匝數(shù)少電流大需用粗導線→U1

U2→

I2決定

I1→

P出決定P入②功率關(guān)系：

P入=P出四、理想變壓器的三個關(guān)系式及決定關(guān)系I2U2

RU1n1n2I1決定

①電壓關(guān)系：

③電流關(guān)系：

A．12.44AB．8.80AC．2.00AD．2.83A【例3】如圖所示電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝22∶5，原線圈接在u1＝220sin100πt(V)的交流電源上，電阻R＝25Ω，A為理想電流表，則A的示數(shù)為(

)CA．電流表的示數(shù)為1AB．原線圈的輸入功率為220WC．電壓表的示數(shù)為110VD．副線圈輸出交流電的周期為50s【例4】如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220·sin100πt(V)的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表．下列說法正確的是(

)A五、有多個副線圈的理想變壓器的特點

一個原線圈多個副線圈的理想變壓器，例如：原線圈匝數(shù)為n1，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n2和n3，相應的電壓分別為U1、U2和U3，相應的電流分別為I1、I2和I3，根據(jù)變壓器的工作原理可得：

【例5】如圖所示，理想變壓器的原線圈接上220V交流電壓，副線圈有A、B兩組，A組接4Ω的電阻，B組接規(guī)格為“10V24W”的燈泡。已知A組的線圈匝數(shù)為30匝，兩端電壓為6V，燈泡正常發(fā)光，求原線圈的匝數(shù)和電流。六、兩種特殊的變壓器1.自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器

自耦變壓器的原副線圈共用一個線圈2.互感器

A電流互感器電壓互感器V

使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù)

使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)【例6】鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。圖（a）中電流表的讀數(shù)為1.2A。圖（b）中用同一電纜線繞了3匝，則（）A.這種電流表能測直流電流，圖（b）的讀數(shù)為