第三章交變電流3變壓器學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器，理解變壓器的工作原理。2.掌握理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系并能用它解決相關(guān)問題。新課引入不同的用電器對(duì)電壓有不同的需求，如掃描儀的工作電壓12V，手機(jī)充電器的工作電壓為2.5-5.0V之間，機(jī)床照明燈的工作電壓為36V……而我們生活用電電壓為220V。那么如何滿足各個(gè)用電器的需求的呢？幾種常見的變壓器高壓變壓器桿架式變壓器手機(jī)充電器可拆變壓器一、變壓器的原理1.變壓器的構(gòu)造：變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。一個(gè)線圈與交流電源連接，叫作原線圈，也叫初級(jí)線圈；另一個(gè)線圈與負(fù)載

連接，叫作副線圈，也叫次級(jí)線圈。兩個(gè)線圈都是由絕緣導(dǎo)線繞制而成的，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成。變壓器是用來改變交流電壓的裝置，變壓器的構(gòu)造示意圖及電路圖中的符號(hào)分別如圖所示。2.變壓器的工作原理變壓器的變壓原理是電磁感應(yīng)。如圖所示，當(dāng)原線圈上加交流電壓U1時(shí)，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，在原、副線圈中都要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果副線圈是閉合的，則副線圈中將產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流。原、副線圈間雖然不相連，電能卻可以通過磁場(chǎng)從原線圈傳遞到副線圈。其能量轉(zhuǎn)化方式為：原線圈的電能→磁場(chǎng)能→副線圈的電能

。變壓器的輸出電壓可以改變嗎？變壓器的輸出電壓與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)器材可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈)，多用電表，低壓交流電源以及導(dǎo)線若干等。實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理(1)變壓器是由原線圈、副線圈和鐵芯組成的。電流通過原線圈時(shí)在鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈就存在輸出電壓。(2)本實(shí)驗(yàn)通過與副線圈相連接的多用電表，觀察原線圈電壓變化時(shí)，副線圈的輸出電壓的變化；通過改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法

①保持U1和n1不變，改變n2，研究n2對(duì)U2的影響123n2U2U1

=

V

n1=

。②保持U1和n2不變，改變n1，研究n1對(duì)U2的影響U1

=

V

n2=

。123n1U2注意事項(xiàng)(1)為了人身安全，只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過12V；(2)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程試測(cè)。數(shù)據(jù)分析根據(jù)表格中記錄數(shù)據(jù)可知：理想變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)n1、n2之比。誤差分析(1)由于漏磁，通過原、副線圈的每一匝的磁通量不嚴(yán)格相等造成誤差；(2)原、副線圈有電阻，原、副線圈中的焦耳熱損耗(銅損)，造成誤差；(3)鐵芯中有磁損耗，產(chǎn)生渦流，造成誤差。二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系

當(dāng)n2

>n1

U2>U1——升壓變壓器當(dāng)n2

<n1

U2<U1——降壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器隨堂練習(xí)1.如圖是“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)示意圖，a線圈接交流電源，b線圈接交流電壓表，不計(jì)兩線圈的內(nèi)阻，在實(shí)驗(yàn)過程中(

)A.只增加b線圈的匝數(shù)，電壓表的示數(shù)一定增大B.只增加a線圈的匝數(shù)，電壓表的示數(shù)一定增大C.同時(shí)增加a、b兩線圈的匝數(shù)，電壓表的示數(shù)一定增大D.只改變a線圈兩端的電壓，電壓表的示數(shù)不變A2.如圖所示，變壓器原線圈接交流高壓，降壓后通過輸電導(dǎo)線給用電器供電，當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，圖中電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的變化是（）A.U、I均變大B.U變大，I變小C.U、I均變小 D.U變小，I變大B3.如圖所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上，向額定電壓為1.80×104V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光