物理《变压器》PPT教学课件
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1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: P出= P入 U1I1=U2I2
I1 U 2 n2 I2 U1 n1
2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的 匝数成反比
I1 n2 I2 n1
注意：此式只适用于有一个副线圈的变压器，不 适用于有多个副线圈的变压器。
小结
一、变压器的构造 1．构造： 2．示意图 3．电路图中符号
二、变压器的工作原理 —— 互感现象
1、变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器
P出＝P入
三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2
四、理想变压器的变流规律：
I1/I2=n2/n1
练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2 ＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直
第第四六5节节.4 变变变压压压器器器
几种常见的变压器
学习目标
一、变压器的构造 二、变压器的工作原理 三、理想变压器的电压与匝数的规律 四、理想变压器的电流与匝数的规律
一、变压器的构造
U1
n1 n2
U2
原线圈（初级线圈）：跟电源相连，用绝缘线绕成的 副线圈（次级线圈）：跟负载相连，用绝缘线绕成的 闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。
将（1）（3）式代入（4）式得
I1U2
n1 n2
I 2U 2
I3U2
n3 n2
I1n1 I2n2 I3n3
例、一台理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝， 两个副线圈的匝数分别是n2＝60匝，n3＝600 匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I2＝1A， I3＝4A，求原线圈中的电流。
2.24A
（1）两电阻消耗的功率之比为多少？
（2）两电阻两端电压之比为多少？
（3）B电阻两端电压为多少？
（1）1:16
（2）1:4
（3） UB=
4U 17
A a
U
B
b
n1 n2
作业
1、三维设计P66 --------基础经典题 2、 物理书P59----------------4、5题
变压器输入输出电压、电流、功率大小 之间的因果关系
n3
例、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图
所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线
圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半
通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n1:n2＝2：1.在不 接负载的情况下，则（ ）
A．当线圈1输入电压为220V时，
线圈2输出电压为110V
B．当线圈1输入电压为220V时，
I1 =_3_A____。
(1) U1=220V, U2=36V, U1/U2=n1/n2
(2) I2=P2/U2=660/36A, I1/I2=n2/n1
或 P1=P2=660W, I1=P1/U1
练习3、 如图所示：理想变压器的原线圈 接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。
S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流 电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电
1.输入功率P1由输出功率P2决定；P1＝P2 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定； I1
I1＝n2/n1·I2
U1 n1
I2 n2U2 R
六、有多个副线圈的理想变压器的问题
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原
如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只 有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈 中传送电能。如有铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分 磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。
理想变压器
如果在能量转化的过程中能量损失很小， 能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁 能量损失，这样的变压器我们称之为理想变 压器。这是物理学中又一种理想化模型。
实际上变压器的效率都是比较高的，特别是 电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效 率可以达到97%~99%，所以理论研究时我们 把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。
三、理想变压器的变压规律
原、副线圈中产生的感应电
∽ U1
动势分别是：
原
E1=n1/ t
线
E1 n1 圈
E2=n2/ t
E2 n2
用电器 额定工作电压 用电器
额定工作电压
随身听 3V
机床上的照明灯 36V
扫描仪 12V
防身器
3000V
手机充电 器
录音机
4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 几万伏
6V 9V 12V
彩色电视机显像管 十几万伏
但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何 使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的 呢？
线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，
相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分
别为UI11、 In21和 I3， 根 据 1变 压U器1 的n1工 作 原 理 可2得 ：
U2 n2
U3 n3
由（1）（2）式得：
U2 ＝ n2 (3) U3 n3
根据P入＝P出得
I1U1＝I2U2＋I3U3 --------（4）
线圈2输出电压为55V
C．当线圈2输入电压为110V时，
线圈1输出电压为220V
D．当线圈2输入电压为110V时，
线圈1输出电压为110V
BD
练习、一理想变压器如图所示，在n1两端 接交流电U1＝220V，n1为4400匝，n2为 1100匝。若要使U3＝U2，求n3。
n3＝2200匝
练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈
注意：线圈必须绕在铁芯上，铁芯必须是闭合的。
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
n1
n2
结构示意图
电路中的符号
问题：①变压器原线圈和副线圈电路是否相通？
( 不相通）
②变压器原副线圈不相通，那么在给原
线圈接交变电压U1后，副线圈两端的交流 电压U2是怎样产生的？
二、变压器的工作原理
原线圈 接交 流电
原线圈 产生感 应电动势
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
原
副
线 圈
线
铁芯 圈
思考：若给原线圈接直流电压U1，副线圈
电压U2 情况怎样？
U2＝0
问题1：原、副线圈不套在闭 合铁芯上，是否仍然存在互感 现象？
（仍存在）
∽ 2 ∽
副
铁芯 线
圈
问题2：为什么说闭合铁芯是变压器的必要组成部分？ （铁芯的作用是什么？）
的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡
连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，
则灯泡L1
（ ）A
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏 D、不能确定 L1
n1
n2
L2 L3 L4
五、几种常用变压器 1.自耦变压器
问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器？
P
U1 A B
练、如图所示：理想变压器的交流输入电压 U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标 有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在 两副线圈上均正常发光，求：
（1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3. （2）原线圈的电流I1。
n2
（1）n2 ＝1320匝 n3= 72匝 n1
（2）I1=0.095A
若不考虑原副线圈的内阻有
n1 n2 U2 ∽
副
铁芯
线 圈
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
理想变压器原副线圈的端电压之比 等于这两个线圈的匝数之比
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器 n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
四、理想变压器的变流规律
器上R1的功率PR1将分别（ ）D
A. U 增大、I 增大、PR1 增大 C. U 减小、I 减小、PR1 减小
思考：变压器输入输
出电压、电流、功率大
~
小之间的因果关系 是
怎样的？
B. U 不变、I 减小、PR1 增大 D. U 不变、I 减小、PR1 不变
A
S
V R1 R2
练习4、如图所示，理想变压器原副线圈匝数 比为4: 1，原线圈中的电阻A与副线圈中的负载 电阻B阻值相等。a b端加一交流电压U后，
在铁芯中 产生变化 的磁通量
在铁芯中 产生变化 的磁通量
副线圈 产生感 应电动势
副线圈中 如有电流
互感现象是变压器工作的基础
二、变压器的工作原理 ------互感现象
强调： ①原、副线圈之间是通
过交变磁场相互联系的，且 穿过它们的磁通量始终相等。
②从能量的角度看，显
然变压器不能产生电能，只 是通过交变磁场传输电能。
线12m运A动，切则割电磁流感表线A时2的，示图数中为电流表（A1的）示数B为
A．3mA
B．0
C．48mA
D．与负载R的值有关
练习2、一理想变压器，原线圈匝数 n1=1100，接在电压220V的交流电源上， 当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡 供电时，灯泡正常发光。由此可知副线 圈的匝数n2=18_0____，通过原线圈的电流
自耦变压器的 U2 原副线圈共用一
个线圈
U1 n1 n2 U2
降压变压器
U1 n1 n2 U2
升压变压器
2.互感器
钳式电流仪
V
电压互感器
使用时把原线圈与 电路并联，原线圈匝 数多于副线圈匝数
A
电流互感器
使用时把原线圈与 电路串联，原线圈匝 数少于副线圈匝数
I1 U 2 n2 I2 U1 n1
2、理想变压器原副线圈的电流跟它们的 匝数成反比
I1 n2 I2 n1
注意：此式只适用于有一个副线圈的变压器，不 适用于有多个副线圈的变压器。
小结
一、变压器的构造 1．构造： 2．示意图 3．电路图中符号
二、变压器的工作原理 —— 互感现象
1、变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器
P出＝P入
三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2
四、理想变压器的变流规律：
I1/I2=n2/n1
练习1、理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2 ＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直
第第四六5节节.4 变变变压压压器器器
几种常见的变压器
学习目标
一、变压器的构造 二、变压器的工作原理 三、理想变压器的电压与匝数的规律 四、理想变压器的电流与匝数的规律
一、变压器的构造
U1
n1 n2
U2
原线圈（初级线圈）：跟电源相连，用绝缘线绕成的 副线圈（次级线圈）：跟负载相连，用绝缘线绕成的 闭合铁芯是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。
将（1）（3）式代入（4）式得
I1U2
n1 n2
I 2U 2
I3U2
n3 n2
I1n1 I2n2 I3n3
例、一台理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝， 两个副线圈的匝数分别是n2＝60匝，n3＝600 匝。若通过两个副线圈中的电流分别为I2＝1A， I3＝4A，求原线圈中的电流。
2.24A
（1）两电阻消耗的功率之比为多少？
（2）两电阻两端电压之比为多少？
（3）B电阻两端电压为多少？
（1）1:16
（2）1:4
（3） UB=
4U 17
A a
U
B
b
n1 n2
作业
1、三维设计P66 --------基础经典题 2、 物理书P59----------------4、5题
变压器输入输出电压、电流、功率大小 之间的因果关系
n3
例、在绕制变压器时，某学生误将两个线圈绕在如图
所示变压器左右两臂上，当通以交变电流时，每个线
圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半
通过中部的臂，已知线圈的匝数之比n1:n2＝2：1.在不 接负载的情况下，则（ ）
A．当线圈1输入电压为220V时，
线圈2输出电压为110V
B．当线圈1输入电压为220V时，
I1 =_3_A____。
(1) U1=220V, U2=36V, U1/U2=n1/n2
(2) I2=P2/U2=660/36A, I1/I2=n2/n1
或 P1=P2=660W, I1=P1/U1
练习3、 如图所示：理想变压器的原线圈 接高电压，变压后接用电器，线路电阻不计。
S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流 电压表的示数U、交流电流表的示数I 和用电
1.输入功率P1由输出功率P2决定；P1＝P2 2.U1由电源决定； 3.U2由U1和匝数比决定；U2＝n2/n1·U1
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
5.I1由I2和匝数比决定； I1
I1＝n2/n1·I2
U1 n1
I2 n2U2 R
六、有多个副线圈的理想变压器的问题
一个原线圈多个副线圈的理想变压器，原
如果无铁芯，原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只 有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈 中传送电能。如有铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分 磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。
理想变压器
如果在能量转化的过程中能量损失很小， 能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁 能量损失，这样的变压器我们称之为理想变 压器。这是物理学中又一种理想化模型。
实际上变压器的效率都是比较高的，特别是 电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效 率可以达到97%~99%，所以理论研究时我们 把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。
三、理想变压器的变压规律
原、副线圈中产生的感应电
∽ U1
动势分别是：
原
E1=n1/ t
线
E1 n1 圈
E2=n2/ t
E2 n2
用电器 额定工作电压 用电器
额定工作电压
随身听 3V
机床上的照明灯 36V
扫描仪 12V
防身器
3000V
手机充电 器
录音机
4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 几万伏
6V 9V 12V
彩色电视机显像管 十几万伏
但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何 使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的 呢？
线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，
相应的电压分别为U1、U2和U3，相应的电流分
别为UI11、 In21和 I3， 根 据 1变 压U器1 的n1工 作 原 理 可2得 ：
U2 n2
U3 n3
由（1）（2）式得：
U2 ＝ n2 (3) U3 n3
根据P入＝P出得
I1U1＝I2U2＋I3U3 --------（4）
线圈2输出电压为55V
C．当线圈2输入电压为110V时，
线圈1输出电压为220V
D．当线圈2输入电压为110V时，
线圈1输出电压为110V
BD
练习、一理想变压器如图所示，在n1两端 接交流电U1＝220V，n1为4400匝，n2为 1100匝。若要使U3＝U2，求n3。
n3＝2200匝
练习、如图所示，一理想变压器原、副线圈
注意：线圈必须绕在铁芯上，铁芯必须是闭合的。
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
n1
n2
结构示意图
电路中的符号
问题：①变压器原线圈和副线圈电路是否相通？
( 不相通）
②变压器原副线圈不相通，那么在给原
线圈接交变电压U1后，副线圈两端的交流 电压U2是怎样产生的？
二、变压器的工作原理
原线圈 接交 流电
原线圈 产生感 应电动势
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
原
副
线 圈
线
铁芯 圈
思考：若给原线圈接直流电压U1，副线圈
电压U2 情况怎样？
U2＝0
问题1：原、副线圈不套在闭 合铁芯上，是否仍然存在互感 现象？
（仍存在）
∽ 2 ∽
副
铁芯 线
圈
问题2：为什么说闭合铁芯是变压器的必要组成部分？ （铁芯的作用是什么？）
的匝数比为n1：n2=3：1，有四只相同的灯泡
连入电路中，若灯泡L2、L3、L4均能正常发光，
则灯泡L1
（ ）A
A、也能正常发光
B、较另三个灯暗些
C、将会烧坏 D、不能确定 L1
n1
n2
L2 L3 L4
五、几种常用变压器 1.自耦变压器
问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器？
P
U1 A B
练、如图所示：理想变压器的交流输入电压 U1=220V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标 有“6V，9W”、“12V，12W”的灯泡分别接在 两副线圈上均正常发光，求：
（1）原线圈的匝数为n1和另一副线圈的匝数n3. （2）原线圈的电流I1。
n2
（1）n2 ＝1320匝 n3= 72匝 n1
（2）I1=0.095A
若不考虑原副线圈的内阻有
n1 n2 U2 ∽
副
铁芯
线 圈
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
理想变压器原副线圈的端电压之比 等于这两个线圈的匝数之比
U1 n1 U 2 n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器 n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
四、理想变压器的变流规律
器上R1的功率PR1将分别（ ）D
A. U 增大、I 增大、PR1 增大 C. U 减小、I 减小、PR1 减小
思考：变压器输入输
出电压、电流、功率大
~
小之间的因果关系 是
怎样的？
B. U 不变、I 减小、PR1 增大 D. U 不变、I 减小、PR1 不变
A
S
V R1 R2
练习4、如图所示，理想变压器原副线圈匝数 比为4: 1，原线圈中的电阻A与副线圈中的负载 电阻B阻值相等。a b端加一交流电压U后，
在铁芯中 产生变化 的磁通量
在铁芯中 产生变化 的磁通量
副线圈 产生感 应电动势
副线圈中 如有电流
互感现象是变压器工作的基础
二、变压器的工作原理 ------互感现象
强调： ①原、副线圈之间是通
过交变磁场相互联系的，且 穿过它们的磁通量始终相等。
②从能量的角度看，显
然变压器不能产生电能，只 是通过交变磁场传输电能。
线12m运A动，切则割电磁流感表线A时2的，示图数中为电流表（A1的）示数B为
A．3mA
B．0
C．48mA
D．与负载R的值有关
练习2、一理想变压器，原线圈匝数 n1=1100，接在电压220V的交流电源上， 当它对11只并联的“36V，60w”的灯泡 供电时，灯泡正常发光。由此可知副线 圈的匝数n2=18_0____，通过原线圈的电流
自耦变压器的 U2 原副线圈共用一
个线圈
U1 n1 n2 U2
降压变压器
U1 n1 n2 U2
升压变压器
2.互感器
钳式电流仪
V
电压互感器
使用时把原线圈与 电路并联，原线圈匝 数多于副线圈匝数
A
电流互感器
使用时把原线圈与 电路串联，原线圈匝 数少于副线圈匝数