PAGEPAGE15.4變壓器【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、變壓器的原理1．構(gòu)造：變壓器由一個(gè)閉合的鐵芯、原線圈和副線圈組成，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合而成。是用來(lái)變更溝通電壓的裝置（單相變壓器的構(gòu)造示意圖及電路圖中的符號(hào)分別如圖甲、乙所示）。2．工作原理變壓器的變壓原理是電磁感應(yīng)。如圖所示，當(dāng)原線圈上加溝通電壓時(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、副線圈中都要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。假如副線圈是閉合的，則副線圈中將產(chǎn)生交變的感應(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)。由于這種相互感應(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。其能量轉(zhuǎn)換方式為：原線圈電能→磁場(chǎng)能→副線圈電能。要點(diǎn)詮釋：（1）在變壓器原副線圈中由于有交變電流而發(fā)生相互感應(yīng)的現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象。（2）互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)：變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能向磁場(chǎng)能再到電能的轉(zhuǎn)化。（3）變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)工作的，因此只能工作在溝通電路中，假如變壓器接入直流電路，原線圈中的電流不變，在鐵芯中不引起磁通量的變更，沒(méi)有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，變壓器起不到變壓作用。要點(diǎn)二、志向變壓器的規(guī)律1．志向變壓器沒(méi)有漏磁（磁通量全部集中在鐵芯內(nèi)）和發(fā)熱損失（原、副線圈及鐵芯上的電流的熱效應(yīng)不計(jì)）的變壓器，即沒(méi)有能量損失的變壓器叫做志向變壓器。要點(diǎn)詮釋：（1）因?yàn)橹鞠蜃儔浩鞑挥?jì)一切電磁能量損失，因此，志向變壓器的輸入功率等于輸出功率。（2）實(shí)際變壓器（特殊是大型變壓器）一般都可以看成是志向變壓器。2．電壓關(guān)系依據(jù)學(xué)問(wèn)點(diǎn)一圖甲所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為，原線圈兩端加交變電壓，通過(guò)閉合鐵芯的磁通量發(fā)生變更。由于穿過(guò)原、副線圈的磁通量變更率相同，在原、副線圈兩端分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得，，于是有。對(duì)于志向變壓器，不考慮原、副線圈的電壓損失，則，，即。同理，當(dāng)有幾組副線圈時(shí)，則有要點(diǎn)詮釋：（1），無(wú)論副線圈一端是空載還是有負(fù)載，都是適用的。（2）據(jù)知，當(dāng)時(shí)，，這種變壓器稱為升壓變壓器；當(dāng)時(shí)，，這種變壓器稱為降壓變壓器。（3）變壓器的電動(dòng)勢(shì)關(guān)系、電壓關(guān)系是有效值（或最大值）間的關(guān)系。3．功率關(guān)系：對(duì)于志向變壓器，不考慮能量損失，。4．電流關(guān)系：由功率關(guān)系，當(dāng)只有一個(gè)副線圈時(shí)：，得；當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)：得，要點(diǎn)詮釋：（1）由知，對(duì)于只有一個(gè)副線圈的變壓器：電流和匝數(shù)成反比。因此，變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)的電流大，應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制。（2）變壓器的電壓關(guān)系對(duì)有一個(gè)或幾個(gè)副線圈的變壓器都成立，而電流關(guān)系要分副線圈有一個(gè)還是多個(gè)兩種情形。（3）變壓器能變更溝通電壓、交變電流，但不變更功率和交變電流的頻率，輸入功率總等于輸出功率，副線圈中交變電流的頻率總等于原線圈中交變電流的頻率。（4）變壓器的電流關(guān)系也是有效值（或最大值）間的關(guān)系。要點(diǎn)三、幾種常用的變壓器1．自耦變壓器特點(diǎn)：只有一個(gè)線圈，三個(gè)抽頭，可升壓，也可降壓。2．調(diào)壓變壓器特點(diǎn)：屬于自耦變壓器，但電壓可連續(xù)調(diào)整。3．互感器①電壓互感器：高電壓變?yōu)榈碗妷?。用處：測(cè)量溝通高電壓，并聯(lián)在電路中。如圖甲所示。②電流互感器：大電流變?yōu)樾‰娏?。用處：測(cè)量溝通大電流，串聯(lián)在電路中。如圖乙所示。要點(diǎn)詮釋：（1）電壓互感器是降壓變壓器，據(jù)，知。（2）電流互感器是升壓變壓器，據(jù)，知。（3）運(yùn)用互感器時(shí)，肯定要將互感器的外殼和副線圈接地。要點(diǎn)四、志向變壓器各物理量變更的確定因素如圖所示，當(dāng)志向變壓器的原、副線圈的匝數(shù)不變時(shí)，假如變壓器的負(fù)載發(fā)生變更，要確定其他物理量變更，可依據(jù)下列原則：（1）輸入電壓確定輸出電壓，這是因?yàn)檩敵鲭妷?，?dāng)不變時(shí)，不論負(fù)載電阻變更與否，不會(huì)變更。（2）輸出電流確定輸入電流，在輸入電壓肯定的狀況下，輸出電壓U2也被完全確定。當(dāng)負(fù)載電阻增大時(shí)，減小，則相應(yīng)減小，當(dāng)負(fù)載電阻減小時(shí)，增大，則相應(yīng)增大，在運(yùn)用變壓器時(shí)，不能使變壓器次級(jí)短路。（3）輸出功率確定輸入功率，志向變壓器的輸出功率與輸入功率相等，即。在輸入電壓肯定的狀況下，當(dāng)負(fù)載電阻增大時(shí)，減小，則變壓器輸出功率減小，輸入功率也將相應(yīng)減?。划?dāng)負(fù)載電阻減小時(shí)，增大，變壓器的輸出功率增大，則輸入功率也將增大。要點(diǎn)詮釋：對(duì)于變壓器，是用多少電能就輸入多少電能，而不是輸入多少電能就用多少電能。要點(diǎn)五、含有變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析，一是要符合變壓器的基本規(guī)律（電壓、電流、功率關(guān)系）；二是要遵循歐姆定律。首先確定是哪些量在變，哪些量不變，然后依據(jù)相應(yīng)的規(guī)律推斷，詳細(xì)問(wèn)題詳細(xì)分析。（1）原、副線圈匝數(shù)比不變，分析原、副線圈的電壓、，電流、，輸出和輸入功率、隨負(fù)載電阻變更而變更的狀況。將變壓器接到溝通電源上，原線圈的輸入電壓為，副線圈兩端電壓為定值，流過(guò)副線圈的電流隨負(fù)載電阻的減小而增大，變壓器輸出功率也隨著增大，不計(jì)變壓器損失的能量，則變壓器輸入功率也增大，流過(guò)原線圈的電流也增大。進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的依次是。（2）負(fù)載不變，上述物理量隨原線圈、副線圈匝數(shù)比的變更而變更的狀況：一般狀況下，我們認(rèn)為原線圈輸入電壓和匝數(shù)不變，當(dāng)副線圈匝數(shù)增大時(shí)，副線圈兩端電壓增大，流過(guò)副線圈的電流增大，變壓器輸出功率增大，則志向變壓器的輸入功率增大，流過(guò)原線圈的電流增大。要點(diǎn)六、線圈串、并聯(lián)的分析和計(jì)算方法對(duì)于線圈的串、并聯(lián)，與電阻的串、并聯(lián)相類似，一方面要推斷