变压器的工作原理讲课教案
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、教学目标1.学习与了解变压器的基本结构及工作原理；2.掌握变压器的数学模型、互感系数和自感系数的关系；3.理解变压器的原理，明确变压器的电压转换、电流转换的作用；4.掌握变压器工作过程中的电压变换和电流变换的计算方法。
二、教学重点1.变压器的基本结构；2.变压器的工作原理；3.变压器的电压变换和电流变换的计算方法。
三、教学内容1.变压器的基本结构变压器由两个互相绝缘的线圈组成，它们共享磁通链，通过磁耦合来实现电能的传输和变换。
主要包括主线圈、副线圈、铁芯和外壳。
2.变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当主线圈中的电流变化时，会产生一个变化的磁场。
这个磁场被铁芯传导到副线圈中，从而在副线圈中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与变化速率成正比。
因此，将副线圈接入一个外部电路后，感应电动势将驱动电流在外部电路中流动。
3.变压器的数学模型及关系根据所用变压器的类型和连接方式，可以得到不同的数学模型。
对于理想变压器，其数学模型可以简化为基于互感系数和自感系数的关系。
互感系数k表示主副线圈之间的耦合程度，自感系数L表示线圈的自感，它们之间的关系可以表示为：M=k√(L1L2)，其中L1和L2分别是主线圈和副线圈的自感。
4.变压器的电压变换和电流变换根据变压器的数学模型，可以获得电压变换和电流变换的计算公式。
对于变压器的电压变换：V2=kV1，其中V1和V2分别是主副线圈的电压，k是互感系数；对于变压器的电流变换：I2=(V1/V2)I1=k(I1/I2)，其中I1和I2分别是主副线圈的电流，k是互感系数。
四、教学方法1.以实验为主，通过展示变压器的实际工作原理来加深学生的理解；2.结合理论知识，通过讲解、演示和互动引导学生学习和思考；3.组织学生进行小组讨论，激发学生的学习兴趣和主动性。
五、教学过程1.导入：通过展示变压器的实物模型，引发学生对变压器的认知和兴趣，激发学生的学习欲望。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、引言本教案旨在介绍变压器的工作原理，包括基本概念、结构、工作原理和应用。
通过本教案的学习，学生将能够理解变压器的基本原理以及其在电力系统中的重要作用。
二、背景知识1. 电磁感应定律：法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的基本定律之一。
根据该定律，当磁通量通过一个闭合线圈发生变化时，线圈内将产生感应电动势。
2. 互感现象：互感是指两个或者多个线圈之间通过磁场相互影响而产生的电磁感应现象。
3. 变压器：变压器是利用互感现象来改变交流电压大小的电气设备。
它由两个或者多个线圈（称为初级线圈和次级线圈）以及一个铁芯组成。
三、教学目标1. 理解变压器的基本概念和结构。
2. 掌握变压器的工作原理。
3. 了解变压器在电力系统中的应用。
四、教学内容1. 变压器的基本概念和结构a. 变压器的定义：变压器是一种用来改变交流电压大小的电气设备。
b. 变压器的结构：变压器主要由铁芯和线圈组成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以提高磁通的传导性能。
线圈分为初级线圈和次级线圈，它们分别与输入电压和输出电压相连。
c. 变压器的类型：根据用途和结构，变压器可以分为功率变压器、配电变压器和电力变压器等。
2. 变压器的工作原理a. 电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律，当交流电通过初级线圈时，产生的磁场会引起次级线圈中的磁通量发生变化，从而在次级线圈中产生感应电动势。
b. 互感现象：变压器利用互感现象来传递能量。
当交流电通过初级线圈时，产生的磁场会引起次级线圈中的电流发生变化，从而改变次级线圈中的电压。
3. 变压器的应用a. 电力系统中的变压器：变压器在电力系统中起到传输和分配电能的重要作用。
通过变压器，可以将发电厂产生的高电压电能转换为适合输送和使用的低电压电能。
b. 变压器的效率：变压器的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。
高效率的变压器可以减少能量损耗和成本。
五、教学方法1. 讲授法：通过讲解变压器的基本概念、结构和工作原理，引导学生理解变压器的工作原理。
高二物理《变压器》教案3篇
高二物理《变压器》教案3篇高二物理《变压器》教案2中国民用供电使用三相电作为楼层或小区进线，多用星形接法，其相电压为220V，而线电压为381V(近似值)，需要中性线，一般也都有地线，即为三相五线制。
而进户线为单相线，即三相中的一相，对地或对中性线电压均为220V。
一些大功率空调等家用电器也使用三相四线制接法，此时进户线必须是三相线。
工业用电多使用6kV以上高压三相电进入厂区，经总降压变电所、总配电所或车间变电所变压成为较低电压后以三相或单相的形式深入各个车间供电。
一、知识目标1、知道三相交变电流是如何产生的．了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的．2、了解三相交变电流的图象，知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1／3周期．3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值（或为零）．4、了解三相四线制中相线（火线）、中性线、零线、相电压、线电压等概念．5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压．二、能力目标1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力．4、努力培养学生的实际动手操作能力．三、情感目标1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美教学建议教材分析三相电流在生产和生活中有广泛的应用，学生应对它有一定的了解．但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍，而不涉及太多实际应用中的具体问题．三相交变电流在生产生活实际中应用广泛，所以其基本常识应让每个学生了解．教法建议1、在介绍三相交变电流的产生时，除课本中提供的插图外，教师可以再找一些图片或模型，使学生明白，三个相同的线圈同时在同一磁场中转动，产生三相交变电流，它们依次落后1／3周期．三相交变电流就是三个相同的交变电流，它们具有相同的最大值、周期、频率．每一个交变电流是一个单相电．2、要让学生知道，三个线圈相互独立，每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电．由于三个线圈平面依次相差120o角．它们达到最大值（或零）的时间就依次相差1／3周期．用挂图配合三相电机的模型演示，效果很好．让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电，一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料，另一方面，可同时提供两种不同电压值的交变电流．教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式，理解课本中所介绍的三相电的连接．教学设计方案三相交变电流教学目的１、知道三相交变电流的产生及特点．２、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识．教具：演示用交流发电机教学过程：一、引入新课本章前面学习了一个线圈在磁场中转动，电路中产生交变电流的变化规律．如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈产生三个交变电流．这就是我们今天要学习的三相交变电流．板书：第六节三相交变电流二、进行新课演示单相交流发电机模型：只有一个线圈在磁场中转动，电路中只产生一个交变电动势，这样的发电机叫单相交流发电机．它发出的电流叫单相交变电流．演示：三相交流发电机模型，提出研究三相交变电流的产生．板书：一、三相交变电流的产生１、三相交变电流的.产生：互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈各自产生交变电流２、三相交变电流的特点：最大值和周期是相同的．板书：三组线圈到达最大值(或零值)的时间依次落后1/3周期我们还可以用图像描述三相交变电流板书：三相交变电流的图像三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电，那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢？板书：二、星形连接和三角形连接1、星形连接说明：在实际应用中，三相发电机和负载并不用６条导线连接，而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接，这就是我们要学习的星形连接①把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接（符号Ｙ）②端线、火线和中性线、零线从每个线圈始端引出的导线叫端线，也叫相线，在照明电路里俗称火线．从公共点引出的导线叫中性线，照明电路中，中性线是接地的叫做零线．③相电压和线电压端线和中性线之间的电压叫做相电压两条端线之间的电压叫做线电压．我国日常电路中，相电压是220Ｖ、线电压是380Ｖ2、三角形连接①把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接（符号△）②相电压和线电压两条端线之间的电压就是其中一个线圈的相电压，所以三角形连接中相电压等于线电压．高二物理《变压器》教案3教学目标一、知识目标1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.2、理解互感现象，理解变压器的工作原理.3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题.5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题.6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.二、能力目标1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义.三、情感目标1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美.2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想.3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.教学建议教材分析及相应的教法建议1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的.变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.2、在分析变压器的原理时，课本中提到了次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的.这两个条件，都是理想变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能(原线圈中的交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场)，磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以，变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量.要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的'电压、电流与匝数的关系式.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，这一点尤其重要.当然，在初学时，有两个副线圈的变压器的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题.对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论.3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助.4、变压器的电压公式是直接给出的.课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压变压器和什么是降压变压器，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式.利用变压器的输出功率和输人功率相等的关系，得到了 I1I2=U1U2.建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验.引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大.5、介绍几种常见的变压器，是让学生能见到真实的变压器的外型和了解变压器的实际构造.教师应当尽可能多地找一些变压器的给学生看一看.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识6、电能的输送，定性地说明了在远距离输送电能时，采用变压器进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失.这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要性.教学重点、难点、疑点及解决办法1、重点：变压器工作原理及工作规律.2、难点：(l)理解副线圈两端的电压为交变电压.(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系.(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义.3、疑点：变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈.4、解决办法：(l)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律.(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系.(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。
高中物理变压器教案(精选3篇)
高中物理变压器教案（精选3篇）高中物理变压器教案1★新课标要求（一）知识与技能1•知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2•理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
（二）过程与方法在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。
（三）情感、态度与价值观1•使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。
2•培养学生实事求是的科学态度。
★教学重点探究变压比和匝数比的关系。
★教学难点探究变压比和匝数比的关系。
★教学方法实验探究法、阅读法、讲解法。
★教学工具学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡★教学过程（一）引入新课师：在实际应用中，常常需要改变交流的电压。
大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。
各种用电设备所需的电压也各不相同。
电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220V的电压，机床上的照明灯需要36V的安全电压。
一般半导体收音机的电源电压不超过10V,而电视机显像管却需要10000V以上的高电压。
交流便于改变电压，以适应各种不同需要。
变压器就是改变交流电压的设备。
这节课我们学习变压器的有关知识。
（二）进行新课1・变压器的原理思考与讨论：师：按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。
生：灯泡亮了。
师：两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个实验说明了什么？生1：当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。
生2：实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。
师：变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
师：画出变压器的结构示意图和符号，互感现象时变压器工作的基础。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、引言变压器是电力系统中常见的电力传输和电压转换设备，它通过电磁感应原理实现电压的升降。
本教案旨在介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程等内容。
二、基本原理1. 电磁感应原理：根据法拉第电磁感应定律，当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
2. 变压器的原理：变压器由两个线圈（即主线圈和副线圈）以及一个磁路铁心组成。
当主线圈中通过交流电时，会在铁心中产生交变磁通量，从而感应出副线圈中的电动势。
三、结构1. 铁心：变压器的铁心通常由硅钢片叠压而成，以减小磁通的损耗。
2. 主线圈：主线圈通常由导电材料绕制而成，通过主线圈中的电流产生磁通量。
3. 副线圈：副线圈通常与主线圈相互绝缘，通过副线圈中感应出的电动势实现电压的升降。
四、工作过程1. 步骤一：当主线圈中通过交流电时，会在铁心中产生交变磁通量。
2. 步骤二：交变磁通量会穿过副线圈，从而在副线圈中感应出电动势。
3. 步骤三：根据电磁感应原理，副线圈中的电动势与主线圈中的电流成正比。
4. 步骤四：通过合适的匝数比例，可以实现输入电压和输出电压之间的升降。
5. 步骤五：变压器的工作过程中，由于铁心的存在，磁通量会尽可能地集中在铁心中，减小能量损耗。
五、应用领域1. 电力系统：变压器广泛应用于电力系统中，用于电力传输和电压转换。
2. 电子设备：变压器也常用于电子设备中，如电源适配器、手机充电器等。
六、实验演示1. 实验材料：变压器、电源、电流表、电压表等。
2. 实验步骤：a. 将主线圈接入电源，副线圈接入电流表和电压表。
b. 打开电源，记录电流表和电压表的读数。
c. 改变主线圈的电流，观察电压表的变化。
3. 实验结果分析：根据实验结果，可以验证变压器的工作原理和电压升降的关系。
七、总结变压器是电力系统中重要的电力传输和电压转换设备，它通过电磁感应原理实现电压的升降。
本教案介绍了变压器的基本原理、结构和工作过程，并提供了实验演示的步骤和分析。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备，它能够通过电磁感应的原理将交流电的电压和电流进行变换。
本教案将介绍变压器的工作原理及其相关知识，帮助学生全面了解变压器的基本原理和应用。
二、教学目标1. 理解变压器的基本结构和工作原理；2. 掌握变压器的主要参数和计算方法；3. 了解变压器的应用领域和相关安全知识。
三、教学内容1. 变压器的基本结构和工作原理1.1 变压器的组成部分1.2 变压器的工作原理1.3 变压器的工作过程示意图2. 变压器的主要参数和计算方法2.1 变压器的额定容量和额定电压2.2 变压器的变比和绕组数2.3 变压器的效率和损耗3. 变压器的应用领域和相关安全知识3.1 变压器在电力系统中的应用3.2 变压器的安全使用和维护四、教学方法1. 理论讲解：通过课堂讲解，介绍变压器的基本结构、工作原理和相关参数计算方法。
2. 实例分析：通过实际案例，分析变压器在不同应用场景下的工作情况和计算方法。
3. 计算练习：提供一些变压器计算题目，让学生通过计算来巩固所学知识。
4. 实验演示：进行变压器的实验演示，让学生观察和分析变压器的工作过程。
五、教学资源1. 教材：变压器工作原理教材（可根据教学需要选择适合的教材）；2. 实验设备：变压器实验装置、电源、电压表、电流表等；3. 计算工具：计算器、电脑等。
六、教学评估1. 课堂练习：布置一些变压器计算题目，让学生在课后完成并提交作业。
2. 实验报告：要求学生进行变压器实验并撰写实验报告，评估学生对变压器工作原理的理解和实践能力。
七、教学扩展1. 变压器的发展趋势：介绍当前变压器技术的发展方向和应用前景。
2. 变压器的其他应用：探讨变压器在电子设备、通信系统等领域中的应用情况。
八、教学反思本教案通过理论讲解、实例分析、计算练习和实验演示等多种教学方法，旨在帮助学生全面了解变压器的工作原理和应用。
在教学过程中，可以根据学生的实际情况进行适当调整，提供更多实例和案例，增加学生的参与度和学习兴趣。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案【变压器工作原理教案】一、教学目标：1. 理解变压器的基本工作原理。
2. 掌握变压器的主要性能参数和计算方法。
3. 能够分析和解决变压器的故障和问题。
二、教学内容：1. 变压器的基本概念和结构。
2. 变压器的工作原理和原理图。
3. 变压器的主要性能参数和计算方法。
4. 变压器的故障诊断和维修方法。
三、教学步骤：1. 引入：通过实例引导学生思考变压器在电力系统中的重要性和应用场景。
2. 知识讲解：a. 变压器的基本概念和结构：介绍变压器的定义、构成和常见型号。
b. 变压器的工作原理和原理图：详细解释变压器的工作原理，包括磁感应定律和电磁感应定律，通过原理图展示变压器的连接方式。
c. 变压器的主要性能参数和计算方法：介绍变压器的额定容量、额定电压、变比、短路阻抗等参数，以及计算方法和应用注意事项。
d. 变压器的故障诊断和维修方法：讲解变压器常见故障的原因和表现，以及相应的诊断和维修方法。
四、教学资源：1. PowerPoint演示文稿：包括变压器的基本概念、工作原理、性能参数和故障诊断等内容。
2. 实物变压器模型：用于展示变压器的结构和连接方式。
3. 计算器和故障模拟器：用于进行变压器性能参数计算和故障诊断的实践操作。
五、教学方法：1. 讲授法：通过PPT演示和讲解，向学生传授变压器的基本知识和工作原理。
2. 实践操作：让学生使用计算器和故障模拟器进行变压器性能参数计算和故障诊断的实践操作，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
3. 讨论交流：组织学生进行小组讨论，分享彼此的理解和经验，促进学生之间的互动和合作。
六、教学评估：1. 课堂练习：通过课堂练习，检验学生对变压器工作原理和计算方法的掌握程度。
2. 实践操作评估：评估学生在实践操作中的表现，包括计算准确性和故障诊断能力。
3. 课后作业：布置相关的课后作业，要求学生进一步巩固和应用所学知识。
七、教学反思：根据学生的学习情况和反馈，及时调整教学方法和内容，提高教学效果。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、引言变压器是电力系统中常用的电气设备之一，它能够将交流电能从一个电路传输到另一个电路，通过改变电压和电流的大小来实现能量的传输和转换。
本教案将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、构造和工作过程。
二、基本原理1. 电磁感应原理变压器的工作基于电磁感应原理，当一个交流电流通过一个线圈时，会在周围产生一个交变磁场。
当另一个线圈靠近时，磁场会穿过这个线圈，引起线圈内部的电流产生。
这种现象称为互感现象。
2. 互感作用变压器的核心是由两个线圈（分别称为初级线圈和次级线圈）和一个铁芯组成。
当通过初级线圈的电流变化时，产生的磁场会穿过铁芯，并感应次级线圈中的电流。
根据互感作用，次级线圈中的电流与初级线圈中的电流成正比，而与线圈的匝数成反比。
三、构造1. 铁芯变压器的铁芯通常由硅钢片制成，这是因为硅钢片具有较低的磁滞损耗和涡流损耗，能够有效减小能量损失。
2. 线圈变压器的线圈由绝缘导线绕制而成，绕制在铁芯上。
初级线圈和次级线圈的匝数决定了电压的变化比例。
3. 冷却系统大功率变压器通常需要冷却系统来散热，以保持设备的正常运行温度。
常见的冷却方式包括自然冷却和强制风冷。
四、工作过程1. 空载状态当变压器处于空载状态时，即次级线圈未接入负载，只有初级线圈通电，通过初级线圈的电流产生磁场，磁场穿过铁芯并感应次级线圈中的电流。
由于次级线圈未接入负载，因此次级线圈中的电流较小。
2. 负载状态当变压器接入负载时，即次级线圈连接负载电路，通过负载电路的电流产生磁场，磁场穿过铁芯并感应初级线圈中的电流。
根据互感作用，次级线圈中的电流与初级线圈中的电流成正比，而与线圈的匝数成反比。
因此，通过改变初级线圈和次级线圈的匝数比，可以实现电压的升降。
五、应用领域变压器广泛应用于电力系统中，包括输电、配电和变电等环节。
同时，变压器也常用于工业生产中，如电焊机、电炉等设备中。
六、总结变压器是电力系统中不可或缺的设备，通过改变电压和电流的大小，实现电能的传输和转换。
电工基础教案_变压器的工作原
电工基础教案_变压器的工作原教学目标：1. 了解变压器的基本概念和工作原理。
2. 掌握变压器的构造和主要部件。
3. 能够分析变压器的电压和电流变化规律。
4. 了解变压器的主要性能指标和选用方法。
5. 能够运用变压器的基本原理解决实际问题。
教学内容：第一章：变压器的基本概念1.1 变压器的定义和作用1.2 变压器的分类和命名1.3 变压器的主要性能指标第二章：变压器的工作原理2.1 变压器的工作原理概述2.2 变压器的电磁感应现象2.3 变压器的电压和电流变化规律第三章：变压器的构造和主要部件3.1 变压器的外壳和冷却装置3.2 变压器的线圈和铁芯3.3 变压器的绝缘材料和保护装置第四章：变压器的接线方式和应用4.1 变压器的单相和三相接线方式4.2 变压器的升压和降压应用4.3 变压器在不同负载下的性能表现第五章：变压器的选用和维护5.1 变压器的选用原则和步骤5.2 变压器的安装和调试5.3 变压器的维护和故障处理教学方法：1. 采用讲授法和案例分析法，讲解变压器的基本概念、工作原理和应用。
2. 通过实验演示和模拟操作，让学生亲身体验变压器的工作过程。
3. 利用多媒体教学手段，展示变压器的构造和主要部件。
4. 开展小组讨论和问题解答，促进学生之间的交流和思考。
教学评估：1. 定期进行课堂测试，检查学生对变压器基本概念和原理的掌握情况。
2. 布置课后作业，要求学生运用变压器的知识解决实际问题。
3. 组织小组项目，让学生设计和分析变压器的应用场景。
4. 进行期中和期末考试，全面评估学生对变压器的学习效果。
教学资源：1. 教材和参考书籍，提供变压器的基本知识和理论。
2. 实验设备和模型，让学生亲身体验变压器的工作。
3. 网络资源和相关文献，提供变压器最新的研究和应用。
4. 教学课件和多媒体素材，增强课堂教学的趣味性和互动性。
第六章：变压器的特性测试与参数计算6.1 变压器的空载试验和负载试验6.2 变压器的效率和损耗计算6.3 变压器的短路阻抗和开路电压计算第七章：变压器的设计与制造7.1 变压器设计的基本原则和方法7.2 变压器的铁芯和线圈设计7.3 变压器的绝缘结构和制造工艺第八章：变压器的运行与维护8.1 变压器的运行监控和参数检测8.2 变压器的故障类型和原因分析8.3 变压器的维护保养和故障处理第九章：变压器在城市电力系统中的应用9.1 变压器在城市电力系统中的作用9.2 变压器在城市电网规划与设计中的应用9.3 变压器在城市电力系统中的运行与管理第十章：变压器技术的最新发展10.1 节能型变压器和环保型变压器10.2 变压器的智能化和自动化技术10.3 未来变压器技术的发展趋势和挑战教学方法：1. 采用案例分析和讨论法，让学生了解变压器的特性测试和参数计算方法。
变压器的工作原理及运行方法教案
变压器的工作原理及运行方法教案一、引言。
变压器是电力系统中常见的设备，它可以将交流电压从一种电压级别转换到另一种电压级别。
在电力系统中，变压器起着至关重要的作用，它们可以帮助实现电能的输送、分配和利用。
因此，了解变压器的工作原理及运行方法对于电气工程师和电力系统运维人员来说是非常重要的。
本文将介绍变压器的工作原理及运行方法，以便读者能够更好地理解和应用这一关键设备。
二、变压器的工作原理。
1. 变压器的结构。
变压器主要由铁芯和绕组组成。
铁芯由硅钢片叠压而成，用于提供磁路，绕组则分为初级绕组和次级绕组，它们分别与输入端和输出端相连。
当通过初级绕组输入交流电压时，会在铁芯中产生交变磁场，从而诱导次级绕组中的电动势，使得输出端产生相应的交流电压。
2. 变压器的工作原理。
变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当通过初级绕组输入交流电压时，会在铁芯中产生交变磁场，这一交变磁场会诱导次级绕组中的电动势，从而使得输出端产生相应的交流电压。
根据电磁感应定律，诱导电动势的大小与变压器的匝数比和输入电压的大小成正比。
因此，可以通过改变初级绕组和次级绕组的匝数比来实现不同电压级别之间的变换。
3. 变压器的理想模型。
在理想情况下，变压器可以看作是一个无损耗的设备，即在变压器中不会有能量损耗。
在这种情况下，输入端的功率等于输出端的功率，即有输入电压乘以输入电流等于输出电压乘以输出电流。
然而，在实际情况下，变压器中会存在一定的损耗，如铁损和铜损。
因此，在实际应用中需要考虑这些损耗对变压器性能的影响。
三、变压器的运行方法。
1. 变压器的接线方式。
变压器的接线方式有星形接线和三角形接线两种。
在星形接线方式下，变压器的两端分别与中性点相连，形成一个星形结构；而在三角形接线方式下，变压器的两端直接相连，形成一个三角形结构。
这两种接线方式在不同的应用场合下有各自的优势，需要根据实际情况进行选择。
2. 变压器的运行参数。
变压器的运行参数包括额定电压、额定电流、额定容量、短路阻抗等。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备之一，其作用是通过电磁感应原理将交流电能从一个电路传递到另一个电路，实现电压的升降。
本教案旨在介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程等内容。
二、基本原理1. 电磁感应原理变压器的工作基于电磁感应原理，即当通过一根导线的电流发生变化时，会产生一个磁场。
当导线周围存在另一根导线时，磁场会穿过第二根导线，从而在第二根导线中感应出电流。
这种现象被称为电磁感应。
2. 互感现象变压器中的两个线圈分别称为主线圈和副线圈。
当主线圈中有交流电流通过时，它会产生一个交变磁场。
这个磁场会穿过副线圈，从而在副线圈中感应出电流。
这种线圈之间的相互感应现象被称为互感。
三、结构和工作过程1. 结构一个基本的变压器由两个线圈和一个铁芯组成。
主线圈通常被称为原线圈，副线圈通常被称为绕线圈。
铁芯是由高导磁性材料制成，如硅钢片。
铁芯的作用是集中磁场并减少能量损耗。
2. 工作过程当交流电流通过原线圈时，原线圈中产生的交变磁场会穿过铁芯并感应出副线圈中的电流。
根据互感现象，副线圈中的电流与原线圈中的电流成正比，但与线圈的匝数有关。
即副线圈中的电压与原线圈中的电压成正比，但与线圈的匝数比有关。
四、变压器的工作原理1. 变压器的原理根据基本原理、结构和工作过程，可以总结出变压器的工作原理：当变压器的原线圈中有交流电流通过时，原线圈中产生的交变磁场会穿过铁芯并感应出副线圈中的电流。
根据互感现象，副线圈中的电流与原线圈中的电流成正比，但与线圈的匝数比有关。
因此，变压器可以实现电压的升降。
2. 变压器的变比变压器的变比是指原线圈和副线圈的匝数比。
根据变比的不同，变压器可以分为升压变压器和降压变压器。
当变压器的变比大于1时，为升压变压器，可以将输入电压升高到输出电压；当变压器的变比小于1时，为降压变压器，可以将输入电压降低到输出电压。
五、应用领域1. 电力系统变压器是电力系统中的重要组成部分。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案1. 引言变压器是电力系统中常见的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
本教案旨在介绍变压器的工作原理，包括基本原理、构造和工作过程。
2. 基本原理变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当变压器的一侧通有交流电流时，通过变压器的线圈产生的磁场会穿过另一侧的线圈，从而在另一侧感应出电动势。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小与线圈的匝数和磁场的变化率成正比。
3. 变压器的构造变压器主要由两个线圈和一个铁芯组成。
线圈分为初级线圈和次级线圈，它们分别位于铁芯的两侧。
初级线圈与电源相连，次级线圈与负载相连。
铁芯的作用是增加磁通量，从而增强磁场的强度。
4. 工作过程当交流电通过初级线圈时，产生的磁场穿过铁芯并感应出次级线圈中的电动势。
根据法拉第电磁感应定律，次级线圈中的电动势与初级线圈中的电流成正比。
通过调整初级线圈和次级线圈的匝数比例，可以实现电压的升高或者降低。
5. 变压器的工作效率变压器的工作效率是指输出功率与输入功率之比。
变压器的工作效率受到许多因素的影响，包括铁芯材料的损耗、线圈电阻的损耗和磁通泄漏等。
为了提高变压器的工作效率，可以采取一些措施，如选择低损耗的铁芯材料、减小线圈电阻和合理设计变压器结构等。
6. 变压器的应用变压器广泛应用于电力系统中，用于电压的升降、电能的传输和配电等。
在发电厂，变压器用于将发机电产生的高电压电能升压为输电路线所需的高压电能；在配电系统中，变压器用于将高压电能降低为低压电能，以供给各种家庭和工业用电设备。
7. 实验教学设计为了匡助学生更好地理解变压器的工作原理，可以设计一些实验教学活动。
例如，可以通过搭建简易变压器模型，观察不同匝数比例下的电压变化情况；还可以让学生测量变压器的输入功率和输出功率，计算变压器的工作效率。
8. 总结变压器是电力系统中重要的电气设备，通过改变电压和电流实现电能的传输和配电。
本教案通过介绍变压器的基本原理、构造和工作过程，匡助学生深入了解变压器的工作原理。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案引言概述：变压器是电力系统中常用的电气设备，它起到改变电压大小的作用。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括其基本原理、构造和工作过程。
一、基本原理1.1 磁感应定律变压器的工作基于磁感应定律，即当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
这是变压器能够实现电压变换的基础。
1.2 互感定律互感定律是变压器工作的另一个基本原理。
根据互感定律，当两个线圈之间有磁耦合时，通过一个线圈的电流变化会在另一个线圈中引起感应电动势。
变压器利用这一原理实现了电压的升降。
1.3 理想变压器模型理想变压器模型假设变压器的磁路无磁阻，线圈无电阻，没有漏磁和铁损耗。
在理想变压器模型下，输入功率等于输出功率，电压和电流之间的关系满足变压器的变比关系。
二、构造2.1 磁芯变压器的磁芯是由硅钢片叠压而成，用于提高磁路的导磁性能。
硅钢片的特殊结构能够减小磁通的损耗，提高变压器的效率。
2.2 一次线圈和二次线圈变压器的一次线圈和二次线圈是由导线绕制而成，它们分别与输入电源和输出负载相连。
一次线圈和二次线圈的匝数决定了变压器的变比，从而决定了输出电压的大小。
2.3 绝缘和冷却系统为了确保变压器的安全运行，绝缘和冷却系统是必不可少的。
绝缘材料用于隔离线圈和磁芯，以防止电击和电弧故障。
冷却系统则用于散热，保持变压器的温度在安全范围内。
三、工作过程3.1 空载状态在空载状态下，变压器的输出负载电流接近于零。
此时，变压器主要消耗的是铁损耗，也就是磁芯中的能量损耗。
空载状态下的变压器主要用于提供磁通，为后续的负载工作做准备。
3.2 负载状态在负载状态下，变压器的输出负载电流较大。
此时，变压器主要消耗的是铜损耗，也就是线圈中的能量损耗。
负载状态下的变压器将输入电源的电能转化为输出负载所需的电能。
3.3 效率和功率因数变压器的效率和功率因数是衡量其性能的重要指标。
效率指变压器输出功率与输入功率之比，而功率因数则反映了变压器输入电流与输入电压之间的相位关系。
变压器教案
变压器教案引言：变压器是电力系统中常见且重要的设备之一，其主要作用是将交流电能以不同的电压传输。
在实际的电力传输和配电过程中，变压器发挥着至关重要的作用。
本教案将介绍变压器的工作原理、分类、应用以及相关的基本参数和常见故障排除方法。
一、变压器的原理1.1 工作原理变压器基于电磁感应原理工作，其主要原理是通过变换线圈的匝数比例来实现功率的变换。
当交流电通过变压器的一侧绕组时，在铁芯内产生的磁场引起另一侧绕组中的电势变化，从而实现电压的转换。
1.2 基本结构变压器由两个或多个绕组组成，常见的包括主绕组和副绕组。
主绕组接收输入电流，副绕组提供输出电流。
铁芯则起到集中磁场的作用。
二、变压器的分类2.1 按用途分类- 发电变压器：将发电厂产生的高电压电能转变为输送和分配所需的中、低电压电能。
- 运输变压器：用于电力输送的变压器，将发电站的电能输送至用电地点。
- 分配变压器：位于电力输送线路和用电设备之间，将输送过来的电能转换成适用于不同设备和用途的电压。
2.2 按冷却方式分类- 自然冷却变压器：通过空气循环进行散热。
- 强制冷却变压器：通过冷却器和风扇进行散热。
2.3 按结构分类- 干式变压器：绕组和铁芯都不浸泡在绝缘油中，常见于一些环境要求高、安全性要求高的场合，如室内供电变压器。
- 油浸式变压器：绕组和铁芯都浸泡在绝缘油中，适用于一些大型变压器。
三、变压器的应用变压器在各个领域都有广泛应用，下面列举几个常见的应用案例：- 电力输配系统：变压器用于电力传输和配电系统中，将发电厂产生的高电压转为适用于家庭和商业用电的低电压。
- 汽车工业：汽车中的点火线圈利用变压器原理将电瓶电压提升至点火所需的高电压。
- 电子设备：变压器广泛用于各种电子设备中，如电视机、电脑等。
四、变压器的基本参数4.1 额定功率额定功率是变压器设计和制造时标定的功率数值，表示变压器正常运行时能够持续输出的功率。
4.2 额定电压额定电压是指变压器正常工作时所需的输入电压和输出电压，通常以交流电的有效值表示。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案引言概述：变压器是电力系统中常见的电气设备，它能够通过电磁感应原理将交流电的电压和电流进行转换。
本文将从变压器的基本原理、结构组成、工作过程、应用领域和发展趋势等五个方面详细阐述变压器的工作原理。
正文内容：1. 变压器的基本原理1.1 电磁感应原理：变压器利用电磁感应现象，通过磁场的变化使得一侧线圈中的电流产生感应电动势，从而实现电压的转换。
1.2 磁通连续性原理：变压器中的磁通是连续的，通过铁心将磁场引导到次级线圈，保证了能量的传递和转换。
2. 变压器的结构组成2.1 铁心：变压器的铁心由硅钢片叠压而成，具有较低的磁导率和磁阻，能够有效地减小铁心损耗和磁滞损耗。
2.2 一次线圈和二次线圈：变压器中的一次线圈和二次线圈分别与输入电源和负载相连，通过磁场的变化实现电能的传输和转换。
2.3 绝缘材料：变压器中的绝缘材料能够有效地隔离线圈和铁心，保证电能的安全传输。
3. 变压器的工作过程3.1 开路工作：当变压器的二次线圈断开，一次线圈中的电流会产生磁场，从而感应出一定的电动势，但无法传输电能。
3.2 负载工作：当变压器的二次线圈接入负载，一次线圈中的电流会产生磁场，通过铁心传导到二次线圈，实现电能的传输和转换。
4. 变压器的应用领域4.1 电力系统：变压器在电力系统中广泛应用，用于电能的输送和分配，实现不同电压等级之间的转换。
4.2 电子设备：变压器在电子设备中用于电源的变换和隔离，保证设备的正常工作和安全性。
4.3 通信系统：变压器在通信系统中用于信号的传输和隔离，保证信号的稳定性和可靠性。
5. 变压器的发展趋势5.1 高效节能：随着能源紧缺和环境保护意识的增强，变压器的高效节能技术将得到更多的关注和应用。
5.2 智能化控制：随着信息技术的发展，变压器的智能化控制系统将逐渐成为未来的发展方向。
5.3 新材料应用：新材料的应用将能够提高变压器的性能和可靠性，推动变压器技术的进一步发展。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、引言变压器是电力系统中常用的电力设备，用于改变交流电的电压。
本教案旨在介绍变压器的工作原理，包括变压器的基本结构、工作原理、变压器的类型以及应用领域等方面的内容。
二、变压器的基本结构1. 主要组成部分变压器主要由铁芯和线圈两部分组成。
铁芯由铁片叠压而成，用于提供磁路，使得磁感应强度更高。
线圈则由两个或多个绕组组成，分别称为初级绕组和次级绕组。
2. 绕组的材料绕组通常采用导电性能良好的铜线，以确保电流的传导效率。
三、变压器的工作原理1. 磁感应现象当通过初级绕组的电流发生变化时，会在铁芯中产生磁场。
这个磁场会穿过次级绕组，从而在次级绕组中感应出电动势。
2. 变压器的工作原理当初级绕组中的电流发生变化时，初级绕组中产生的磁场会感应次级绕组中的电动势。
根据楞次定律，这个电动势的方向与初级绕组中的电流变化方向相反。
通过合适的绕组设计，可以实现电压的升降。
3. 变压器的升降比变压器的升降比是指初级绕组与次级绕组的匝数比。
当初级绕组的匝数大于次级绕组时，称为升压变压器；当次级绕组的匝数大于初级绕组时，称为降压变压器。
四、变压器的类型1. 按用途分类- 电力变压器：用于电力系统中的电压变换，包括发电厂的发电变压器和配电系统中的配电变压器。
- 电力电子变压器：用于电力电子设备中，如变频器、逆变器等。
2. 按结构分类- 负载变压器：次级绕组有负载的变压器。
- 自耦变压器：初级绕组和次级绕组有部分匝数是共用的。
3. 按冷却方式分类- 干式变压器：绕组和铁芯直接暴露在空气中，通过自然对流或强制风冷进行冷却。
- 油浸式变压器：绕组和铁芯被浸泡在绝缘油中，通过油的循环冷却。
五、变压器的应用领域1. 电力系统变压器在电力系统中起到电压变换和输电的作用。
它们被广泛应用于发电厂、变电站和配电系统中。
2. 工业领域变压器在工业领域中用于电力设备的供电，如电机、照明设备等。
3. 交通运输变压器在交通运输领域中用于电气化铁路系统和电动车辆中。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、教学目标：1. 理解变压器的基本工作原理和结构。
2. 掌握变压器的变压比计算方法。
3. 了解变压器的应用领域和重要性。
二、教学内容：1. 变压器的定义和基本结构。
2. 变压器的工作原理。
3. 变压器的变压比计算方法。
4. 变压器的应用领域和重要性。
三、教学重点：1. 变压器的工作原理。
2. 变压器的变压比计算方法。
四、教学难点：1. 变压器的工作原理的深入理解。
2. 变压器的变压比计算方法的掌握。
五、教学准备：1. 教学PPT。
2. 变压器实物模型。
3. 相关教学资料。
六、教学过程：1. 导入（5分钟）引入变压器的概念，让学生了解变压器在日常生活中的应用，激发学生对变压器的兴趣。
2. 讲解变压器的定义和基本结构（10分钟）通过教学PPT，向学生介绍变压器的定义和基本结构，包括主要部件（铁芯、一次线圈、二次线圈）的功能和作用。
3. 讲解变压器的工作原理（30分钟）3.1 一次线圈的工作原理详细讲解一次线圈中通入交流电后，产生的磁场变化，以及磁场变化对二次线圈的影响。
3.2 二次线圈的工作原理详细讲解二次线圈中的磁场变化如何诱导出电流，并通过电路连接外部负载，实现电能的传输。
4. 讲解变压器的变压比计算方法（20分钟）4.1 一次线圈和二次线圈的匝数比介绍如何通过一次线圈和二次线圈的匝数比计算变压器的变压比。
4.2 输入电压和输出电压的关系解释输入电压和输出电压之间的关系，以及如何通过变压比计算输出电压。
5. 变压器的应用领域和重要性（10分钟）介绍变压器在电力系统、电子设备、通信系统等领域的应用，以及变压器在电能传输中的重要性。
6. 总结与展望（5分钟）对本节课的内容进行总结，并展望下节课将要学习的内容。
七、教学延伸：1. 实验演示通过实物模型演示变压器的工作原理，让学生亲自操作和观察变压器的工作过程。
2. 练习题布置变压器相关的练习题，巩固学生对变压器工作原理和变压比计算方法的理解。
变压器原理详解教案
变压器原理详解教案一、教学目标1、了解变压器的结构、工作原理和运用；2、掌握变压器的主要参数和特性及其测量方法；3、理解变压器的等效电路模型，熟练运用满载、空载和短路试验；4、能够分析变压器的绕组间电压和电流关系，掌握变压器启动、过载和短路保护方法。
二、教学重点1、变压器的结构和工作原理；2、变压器的主要参数和特性；3、变压器的等效电路模型和试验；4、变压器保护方法。
三、教学难点1、变压器的等效电路模型；2、变压器的启动和保护方法。
四、教学方法理论授课、课堂讨论、案例分析、计算实验。
五、教学过程1、变压器的结构和工作原理(1) 变压器概述变压器是一种电气设备，用于将一个交流电压通过互感作用转换为另一个更高或更低电压的装置。
(2) 变压器的结构变压器由两个或更多的线圈组成，它们被称为"主"和"次"线圈。
(3) 变压器的工作原理变压器是一种线圈通过电磁感应将电能传输到另一个线圈的装置。
电磁感应是由变压器的两个线圈的互相镶嵌和相邻而产生的。
当主线圈产生交流电流时，它会通过磁场线圈传输到次级线圈，进而激励次级线圈。
电磁感应现象使得次级线圈可以输出比主线圈高或低的电压和电流。
2、变压器的主要参数和特性(1) 变压器容量变压器容量的单位是千伏安(kVA)，它代表着变压器的输出功率。
(2) 变压器的电压比电压比是主线圈电压和次级线圈电压的比值。
(3) 变压器的效率和电气转化效率变压器的效率是指输出功率和输入功率之比。
电气转换效率是指变压器的输出功率与输入电力之比。
(4) 变压器的功率因数功率因数是输出功率与输入功率之比。
3、变压器的等效电路模型和试验(1) 等效电路模型变压器的等效电路模型是描述变压器行为的简化模型。
(2) 满载试验满载试验能够测量变压器的电压，电流和效率。
(3) 空载试验空载试验能够测量变压器的励磁电流和铁损耗。
(4) 短路试验短路试验是测量变压器的电压和短路电流的试验。
【中学】《变压器原理》教学设计5页
《变压器原理》教学设计1．知识与技能：了解变压器的构造、理解变压器的工作原理、实验探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题。
2．过程与方法：观察现象—进行猜想—设计实验—进行分析—得出结论—指导实践3. 情感态度价值观：强化能量转化和守恒观点。
【教学重点】1．探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题2．从电磁感应的角度和能量的转化与守恒的角度深刻理解变压器的工作原理【教学难点】1．“探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系”实验2．从能量的转化与守恒的角度理解变压器的工作原理【教具学具】演示：实物投影仪、电脑教学平台、可拆变压器、多用电表。
分组：学生电源、可拆变压器、多用电表、小灯泡、单刀双掷开关。
【教学过程】环节一：预习指导，电脑展示目标（学生阅读学案并完成相应检测题，教师巡视检查）1．复习相关内容（1）电磁感应现象产生的条件及种类（2）法拉第电磁感应定律及其表达式（3）探究实验的指导思想及基本步骤（4）交流电的特点（5）涡流的特点及利与弊2．预习需要解决的问题（1）变压器的构造（2）变压器的工作原理（3）本节课实验的目的是什麽？需要哪些器材？需要记录哪些数据？为此需要设计什麽样的表格？过程中需要注意什麽事项？环节二：创设意境，激发兴趣教师演示：教师实验同时电脑展示实验实物电路图学生观察1 ：直流电路中S闭和后灯泡L的亮暗学生回答：不亮学生思考猜想：把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯,一个线圈连到交流电源上, 另一个线圈与灯泡构成闭合回路。
猜想: 接通交流电源开关S,灯泡L回发光吗?(鼓励学生敢于说出自己的想法)学生回答：( 亮和不亮的猜测应该都有)教师演示: 实验是检验真理的标准,回逆前面的猜想,教师演示,验证猜想。
学生观察2 ：交流电路中S闭和后灯泡L的亮暗教师提问:你的猜想是正确的,能说出你的依据吗?教师点拨: 闭合S,由于电流的大小、方向在不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，这个变化的磁场也通过与灯泡L相连线圈，产生感应电动势，所以两线圈之间没有导线相连，灯泡中也有电流通过，从而发光。
变压器工作原理教案
变压器工作原理教案一、教学目标通过本节课的学习，学生应能够：1.了解变压器的基本结构和工作原理；2.掌握变压器的电压变换和功率变换的原理；3.理解变压器的应用领域和重要性。
二、教学内容1.变压器的基本结构和工作原理1.1 变压器的组成部份：主要由铁芯、一组或者多组线圈组成。
1.2 变压器的工作原理：根据法拉第电磁感应定律，当一组线圈中的电流变化时，会在另一组线圈中感应出电动势，从而实现电压的变换。
2.变压器的电压变换原理2.1 变压器的变压比：变压器的变压比等于输入线圈的匝数与输出线圈的匝数之比。
2.2 输入电压和输出电压的关系：根据变压器的变压比公式，可以计算出输入电压和输出电压之间的关系。
3.变压器的功率变换原理3.1 变压器的功率计算：根据功率守恒定律，可以计算出输入功率和输出功率之间的关系。
3.2 变压器的效率计算：根据输出功率与输入功率的比值，可以计算出变压器的效率。
4.变压器的应用领域和重要性4.1 变压器在电力系统中的应用：变压器用于电力系统中的输电、配电和变电等环节，实现电能的传输和分配。
4.2 变压器在电子设备中的应用：变压器用于电子设备中的电源变换和信号传输等方面，提供稳定的电压和电流。
三、教学过程1.引入：通过提问和展示实物变压器，引导学生思量变压器的作用和重要性。
2.讲解变压器的基本结构和工作原理，引导学生理解变压器的工作原理。
3.讲解变压器的电压变换原理，通过实例计算输入电压和输出电压之间的关系。
4.讲解变压器的功率变换原理，通过实例计算输入功率和输出功率之间的关系。
5.讲解变压器的应用领域和重要性，引导学生思量变压器在日常生活和工业生产中的应用。
6.小结：总结本节课的重点内容，强调变压器的工作原理和应用领域。
7.课堂练习：出示一些变压器相关的问题，让学生进行思量和回答。
8.作业布置：要求学生独立完成变压器相关的练习题。
四、教学资源1.实物变压器2.投影仪和电脑五、教学评估1.课堂表现：观察学生在课堂上的积极参预和回答问题的能力。
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第三章变压器第一节变压器的工作原理、分类及结构一、结构1．铁心如图，分铁心柱、磁轭两部分。
材料：0.35mm的冷轧有取向硅钢片，如：DQ320，DQ289，Z10，Z11等。
工艺：裁减、截短、去角、叠片、固定。
2．绕组分同心式和交叠式两大类。
交叠式如右图。
同心式包括圆筒式、连续式、螺旋式等，见上图。
材料：铜（铝）漆包线，扁线。
工艺：绕线包、套线包。
3．其它部分油箱（油浸式）、套管、分接开关等。
4．额定值额定容量S N额定电压U 1N U 2N 额定电流I 1N I 2N对于单相变压器，有N N N N N I U I U S 2211== 对于三相变压器，有N N N N N I U I U S 221133==注意一点：变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组接额定电压的电源，二次绕组开路时的线电压。
[讨论题]一台三相电力变压器，额定容量1600kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Y ,d 接法，求一次绕组和二次绕组的额定电流和相电流。
自己看[例3-1]。
总结：熟悉变压器额定值的规定。
二、变压器的工作原理按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有dtd Ne dt d N e φφ2211,-=-=定义变比 2121N N E E k ==工作原理：（1） 变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能； （2） 变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比；（3） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比； （4） 变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。
总结：牢记变压器的四条原理。
第二节 单相变压器的空载运行一、空载运行时的物理情况如图，变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路，称为变压器空载运行。
此时，变压器一次绕组流过一个很小的电流，称为空载电流i 0，大约占额定电流的2%~5%，因此空载时变压器的铜损耗是很小的。
为什么？ 又，11144.4N f E U m Φ=≈22244.4N f E U m Φ==空载时，由于电压是额定电压，因此铁心中的磁通幅值已经是额定运行时的数值（其实还要略高些），此时变压器的铁损就已经达到额定运行时的数值。
[讨论题]一台电力变压器，一次绕组的额定电压是35kV ，额定频率是50Hz ，把它接在38kV ,50Hz 的电网上运行，则电机铁心中磁通的幅值、空载电流和铁损耗有什么变化？如果把它接在35kV,60Hz 的电网上运行呢？总结：空载，空载电流，铁损二、空载运行时的电压方程、相量图和等效电路根据图中的物理量正方向的规定，得电压方程式： 101011R I X I j E U ••••++-= ••=22E U说明X 1的定义。
再定义励磁电阻和励磁电抗，一次绕组的电压方程变为)(1101jX R jX r I U m m +++=••得等效电路如图。
解释励磁电阻和励磁阻抗的物理意义。
根据一次绕组的电压方程式，得相量图。
如何画相量图？先画磁通，再画电动势。
说明各相量的相位关系的来历。
讨论书上习题3-9。
总结：一次绕组漏抗，励磁阻抗第三节 单相变压器的负载运行负载运行的定义。
一、负载运行时的物理情况不管是空载运行还是负载运行，可以认为绕组中的感应电动势基本不变，因此铁心中的主磁通基本不变，这是我们分析负载运行的一个基本出发点。
根据变压器的原理，当二次绕组中有了电流，一次绕组的电流也将发生变化，但由于铁心中的主磁通基本不变，因此一次绕组和二次绕组的合成磁势也基本不变。
总结：空载时变压器铁心中的磁势是由一次绕组电流单独建立的；负载时铁心内的磁势是由一次绕组和二次绕组电流共同产生的，但合成磁势与空载时相比基本不变。
二、负载运行时的方程式1．磁势平衡式根据图中的参考方向，有12211N I N I N I m •••=+2．电压平衡式⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=••••••22221111Z I E U Z I E U 其中，222111,jX R Z jX R Z +=+=X1：一次绕组漏抗；X2：二次绕组漏抗。
总结：磁势平衡式，二次绕组漏抗。
第四节变压器的等效电路和相量图一、绕组的归算定义：把变压器的二次（一次）绕组用另一个绕组来代替，同时保持该绕组的某些物理量不变。
变压器中常把二次绕组用一次绕组来代替（代替后两侧绕组变成一样），同时令该绕组的磁势不变，功率不变，损耗不变。
称为把二次绕组归算到一次绕组。
1．电流的归算 因为磁势不变，有2212'2'21221,I kI N N I I N I N === 2．电压（电动势）的归算因为二次绕组的匝数已经变成一次绕组，所以有 2'221'2,kU U kE E E === 3．阻抗的归算由二次绕组的铜损耗不变，得 22'2222'22'2,R k R R I R I == 由于漏抗与匝数的平方成正比，故有 22'2X k X =[思考题]如果把一次绕组归算到二次绕组，一次绕组的物理量和参数如何变化？总结：归算的两条原则。
把二次绕组归算到一次绕组，二次绕组的电压和电动势变为原来的k 倍，电流变为原来的k 分之一，阻抗变为原来的k 2倍。
二、等效电路归算后，磁势平衡式变为 •••=+m I I I '21因此可得T 型等效电路如图， 还有近似等效电路和简化等效电路。
短路阻抗：其中， '21'21,X X X R R R k k +=+= 从简化等效电路得之。
总结：短路阻抗。
三、相量图如图，先画磁通，再画电动势。
[讨论题]一台单相变压器，U 1N /U 2N =220V/110V ，折算到高压侧的短路阻抗是Z S =0.3+j0.4(Ω)。
（1） 把低压侧短路，在高压侧加20V 电压，问高压侧电流多大？ （2） 把高压侧短路，在低压侧加10V 电压，问低压侧电流多大？ （提示：可以用简化等效电路做）总结：会画相量图。
第五节 等效电路参数的测定一、空载实验通过空载实验主要可以测得励磁阻抗，接线如图。
由空载时的等效电路可得：1I U Z Z Z m m =+≈ 222001,m m m m m r Z X I p r r r -==+≈ 以上公式中的参数均为相参数。
总结：空载实验一般在低压侧加电和测量，所得到的参数是折算到低压侧的参数。
二、负载实验（短路实验）通过负载实验主要可以测得短路阻抗，接线如图。
由简化等效电路可得： sss I U Z =222,s s s sss r Z X I p r -==以上公式中的参数均为相参数。
折算到75度时的数值：θ++=007575T T r r ss总结：负载实验一般在高压侧加电和测量，所得参数是折算到高压侧的参数。
三、关于标幺值的定义标幺值：某个物理量的实际值与基准值的比值。
对于变压器来说，一般选取额定值的相值做基准值。
例如，电压的基准值是额定相电压，电流的基准值是额定相电流，阻抗的基准值是额定相电压除于额定相电流。
[讨论题]一台三相变压器，Y,d接法，630kV A，10kV/3.15kV，Zk=7.14Ω。
求短路阻抗的标幺值。
总结：标幺值，熟悉变压器各物理量的基准值的规定。
第六节三相变压器三相变压器对称运行时，各相情况相同，因此以上所述的单相变压器的原理可以适用三相变压器对称运行的情况。
但是，三相变压器根据铁心结构和绕组接法的不同，在某些方面仍然显示出与单相变压器不同之处。
一、三相变压器的铁心结构三相变压器的铁心结构大致分为两类：1．心式结构：三相绕组公用一个铁心，磁路彼此相关；2．组式结构：由三台单相变压器组成一台三相变压器，每相绕组有各自的铁心，磁路彼此无关。
总结：三相心式变压器，三相组式变压器。
二、三相变压器的绕组接法三相变压器的绕组接法大致分三类：1．星形接法（Y或y接）：三相绕组的末端并在一起，首端引出；2．三角形接法（D或d接）：三相绕组的首、末端分别相接，接点引出；3．曲折接法（Z或z接）：每相绕组分成两部分，其中一部分做三角形接法，另外一部分做星形接法。
总结：熟悉星形接法和三角形接法。
三、连接组标号首末端：用A、B、C（a、b、c）表示首端，用X、Y、Z（x、y、z）表示末端，是一种人为的规定。
同名端：属于同一相的两侧绕组同时感应出相同电位的两个端子，用“٠”表示，同名端是由物理定律决定的。
时钟表示法：表示变压器一次绕组和二次绕组线电压相位差的一种方法。
把一次绕组线电压相量指向时钟的0（12）刻度，则二次绕组线电压相量所指的刻度就是该变压器的连接组号。
1．单相变压器共有两种标号：I,I0和I,I6，分别见图a和b。
[讨论题]书上习题3-11。
2．三相变压器共有12种标号：如果一次绕组和二次绕组的接法相同，标号为偶数：0、2、4、6、8、10；如果一次绕组和二次绕组的接法不同，标号为奇数：1、3、5、7、9、11。
上面左图为Y,y0连接组，右图为Y,d11连接组，可以用三角形重心法判断。
[讨论题]判断下列变压器的连接组号：总结：会用三角形重心法判断变压器连接组号。
三、三相变压器的绕组接法和铁心结构对电动势波形的影响如图，考虑饱和，为产生正弦波磁通，励磁电流波形应该是尖顶波。
分析：1.考虑饱和效应，为在铁心中产生正弦波磁通,变压器各相励磁电流波形应该是尖顶波。
2.对这个尖顶波电流进行分解，可得到基波，三次谐波，五次谐波等，其中三次谐波分量在所有谐波中是最大的。
3.如果变压器接成Y,y或Y,yn联结，则励磁电流中的三次谐波分量无法流通，如果变压器接成Y,d或D,y联结组，则三次谐波分量可以流通。
4.如果变压器的励磁电流中的三次谐波分量无法流通，那么铁心中的磁通的波形是什么波?可能是平顶波，也可能是正弦波，这要看铁心的结构。
如图，平顶波磁通可以分解成基波、三次谐波、五次谐波等。
假定变压器绕组中的三次谐波电流无法流通，励磁电流波形近似为正弦波，则如果是三相变压器组,各相铁心中的磁通波形是平顶波。
如果是三相芯式变压器,由于三次谐波磁通无法在铁心中流通,各相铁心中的磁通仍然近似为正弦波。
如果铁心中的磁通是平顶波，则感应电动势的波形就不是正弦波，会发生畸变，产生瞬时过电压现象，对变压器的绝缘产生一定的危害。
从我们的主观愿望来说，我们希望变压器铁心中的磁通是正弦波，那么，在磁路饱和的情况下，我们希望励磁电流波形是尖顶波。
因此,我们希望变压器绕组中至少有一侧接成三角形接法。
总结：由于变压器铁心的饱和，由于绕组接法和铁心结构的不同，使得三相变压器的磁通波形和感应电动势的波形可能发生畸变。
第七节 变压器的稳态运行1．变压器的电压调整率变压器的电压调整率：变压器一次侧接额定电压的电源，二次侧接负载，负载功率因数一定，此时二次侧电压与空载时二次侧电压之差除以二次侧额定电压的百分比即为变压器的电压调整率，即根据左上图的变压器简化等效电路，可得上式中β=I 1/I 1N 为负载系数。