第5章第四節(jié)

變壓器第1頁(yè)課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道變壓器結(jié)構(gòu)．2．了解變壓器工作原理．3．了解變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)關(guān)系，能用它來(lái)分析處理基本問(wèn)題．4．知道互感器原理及用處．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.變壓器工作原理．2．推導(dǎo)變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系．第2頁(yè)

關(guān)鍵關(guān)鍵點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案第四節(jié)變壓器第3頁(yè)課前自主學(xué)案一、變壓器原理1．結(jié)構(gòu)：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上兩個(gè)線圈組成．(1)原線圈：與__________相連線圈．(2)副線圈：與_____相連線圈．2．原理：變壓器工作基礎(chǔ)是__________現(xiàn)象．3．作用：改變_____電流電壓．交流電源負(fù)載電磁感應(yīng)交流第4頁(yè)二、電壓與匝數(shù)關(guān)系1．理想變壓器：沒(méi)有_____損失變壓器．2．變壓規(guī)律：_______.3．變流規(guī)律：________(只適合用于一個(gè)副線圈)．能量第5頁(yè)三、慣用變壓器——互感器1．分類(lèi)：電壓互感器(如圖5－4－1甲)和電流互感器(如圖乙)．圖5－4－1第6頁(yè)2．電壓互感器：如圖5－4－1甲所表示,原線圈______在高壓電路中，副線圈接電壓表．互感器將_____變?yōu)開(kāi)____，經(jīng)過(guò)電壓表測(cè)低電壓，結(jié)合匝數(shù)比可計(jì)算出高壓電路電壓．3．電流互感器：如圖5－4－1乙所表示,原線圈______在待測(cè)高電流電路中，副線圈接電流表．互感器將_______變成_______，經(jīng)過(guò)電流表測(cè)出小電流，結(jié)合匝數(shù)比可計(jì)算出大電流電路電流．并聯(lián)高壓低壓串聯(lián)大電流小電流第7頁(yè)關(guān)鍵關(guān)鍵點(diǎn)突破圖5－4－2第8頁(yè)第9頁(yè)第10頁(yè)4．功率關(guān)系理想變壓器不計(jì)銅損、鐵損及漏磁，所以輸入功率等于輸出功率．當(dāng)副線圈為斷路時(shí)，原線圈輸入功率為零．對(duì)有多個(gè)副線圈輸出時(shí)，輸入功率等于副線圈上輸出功率之和．5．頻率關(guān)系變壓器不能改變交變電流頻率．在原線圈中接上周期性改變電流在副線圈中激發(fā)出同頻率交流電．第11頁(yè)尤其提醒：(1)變壓器只能改變交流電壓，若初級(jí)線圈加直流電壓，則次級(jí)線圈輸出電壓為零．(2)變壓器電動(dòng)勢(shì)關(guān)系、電壓關(guān)系和電流關(guān)系是有效值間關(guān)系，對(duì)最大值也適用，但對(duì)某時(shí)刻瞬時(shí)值其關(guān)系并不成立．第12頁(yè)即時(shí)應(yīng)用

(即時(shí)突破，小試牛刀)1．理想變壓器原、副線圈中一定相同物理量有(

)A．交流電頻率B．磁通量改變率C．功率D．交流電峰值解析：選ABC.理想變壓器沒(méi)有漏磁，沒(méi)有能量損失，所以原、副線圈中磁通量改變率相同，原、副線圈中功率相同，B、C項(xiàng)正確，變壓器原理是互感現(xiàn)象，其作用改變電壓不改變頻率，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．第13頁(yè)二、變壓器工作時(shí)制約關(guān)系1．電壓制約當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比(n1/n2)一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓U1決定，即U2＝n2U1/n1.2．電流制約當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比(n1/n2)一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，原線圈中電流I1由副線圈中輸出電流I2決定，即I1＝n2I2/n1.第14頁(yè)3．負(fù)載制約(1)變壓器副線圈中功率P2由用戶(hù)負(fù)載決定，P2＝P負(fù)1＋P負(fù)2＋…；(2)變壓器副線圈中電流I2由用戶(hù)負(fù)載及電壓U2確定，I2＝P2/U2；(3)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“量出為入”，即用戶(hù)消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率，P1＝P2；即變壓器輸入功率是由輸出功率決定．第15頁(yè)4．對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析兩種常見(jiàn)情況(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻改變而改變情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析次序是R→I2→P2→P1→I1.(2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比改變而改變情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析次序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1.第16頁(yè)尤其提醒：理想變壓器副線圈可看做給用戶(hù)供電無(wú)阻電源，對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，能夠參考直流電路動(dòng)態(tài)分析方法．第17頁(yè)即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2．對(duì)理想變壓器，以下說(shuō)法中正確是(

)A．原線圈輸入功率，伴隨副線圈輸出功率增大而增大B．原線圈輸入電流，隨副線圈輸出電流增大而增大C．原線圈電流，不隨副線圈輸出電流改變而改變D．當(dāng)副線圈電流為零時(shí)，原線圈電壓也為零第18頁(yè)解析：選AB.理想變壓器原線圈輸入功率等于副線圈輸出功率，且隨副線圈輸出功率改變而改變，原線圈輸入電流取決于副線圈輸出電流，當(dāng)副線圈電流為零時(shí)，原線圈電流也為零，但原線圈電壓并不一定為零，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤．第19頁(yè)課堂互動(dòng)講練類(lèi)型一對(duì)變壓器原理了解例1圖5－4－3第20頁(yè)第21頁(yè)【答案】

BC第22頁(yè)第23頁(yè)變式訓(xùn)練1

(年高考浙江理綜卷)如圖5－4－4所表示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800和n2＝200兩個(gè)線圈，上線圈兩端與u＝51sin314tV交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表讀數(shù)可能是(

)圖5－4－4第24頁(yè)A．2.0V

B．9.0VC．12.7VD．144.0V第25頁(yè)如圖5－4－5所表示，一臺(tái)有兩個(gè)副線圈變壓器，原線圈匝數(shù)n1＝1100匝．接入電壓U1＝220V電路中．(1)要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓U2＝6V，U3＝110V，它們?cè)褦?shù)n2，n3分別為多少？(2)若在兩副線圈上分別接上“6V20W”“110V60W”兩個(gè)用電器，原線圈輸入電流為多少？類(lèi)型二變壓器基本規(guī)律應(yīng)用例2圖5－4－5第26頁(yè)【思緒點(diǎn)撥】解題時(shí)應(yīng)尤其把握以下兩點(diǎn)：(1)原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系．(2)依據(jù)原、副線圈功率關(guān)系確定電流關(guān)系．第27頁(yè)【答案】

(1)30匝550匝(2)0.36A第28頁(yè)【規(guī)律總結(jié)】對(duì)于理想變壓器來(lái)說(shuō)，變壓公式和輸入功率等于輸出功率是普通適用規(guī)律，對(duì)于有幾個(gè)副線圈理想變壓器，電流公式就不能使用了．第29頁(yè)圖5－4－6第30頁(yè)第31頁(yè)類(lèi)型三變壓器動(dòng)態(tài)分析例3(年高考天津卷)為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變正弦交流電源上，副線圈連接相同燈泡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5－4－7所表示．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后(

)圖5－4－7第32頁(yè)A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)比值不變B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)比值變大C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)比值變大D．V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)比值不變【思緒點(diǎn)撥】解答本題時(shí)注意了解電路結(jié)構(gòu),并正確了解原、副線圈功率、電壓、電流之間關(guān)系．第33頁(yè)【精講精析】電源電壓有效值不變，所以V1示數(shù)不變，原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比，匝數(shù)之比不變，故V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)比值也不變，所以C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，副線圈電路中電阻減小，因?yàn)殡妷翰蛔?，所以副線圈電路中電流增大，A2示數(shù)增大，原、副線圈電流之比等于匝數(shù)反比，匝數(shù)之比不變，A1與A2示數(shù)比值不變，A1示數(shù)也增大，所以A正確，B錯(cuò)誤．【答案】

AD第34頁(yè)【規(guī)律總結(jié)】處理這類(lèi)問(wèn)題關(guān)鍵是要分清變量與不變量，搞清理想變壓器中各量間聯(lián)絡(luò)和制約關(guān)系，在理想變壓器中，U2由U1和匝數(shù)比決定；I2