高中物理：变压器 课件
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高中物理选修课件变压器
变压器作用
在电力系统中，变压器主要用于 电压变换、电流变换、阻抗变换 以及电气隔离等。
工作原理与构造
工作原理
变压器的工作原理基于电磁感应现象，即变化的磁场会在导 体中产生感应电动势。当交流电流通过变压器的初级线圈时 ，会在铁芯中产生交变磁通，从而在次级线圈中感应出电动 势。
构造
变压器主要由铁芯、线圈、绝缘材料、油箱及冷却装置等组 成。其中，铁芯是变压器的磁路部分，线圈是电路部分，绝 缘材料用于保证线圈间及线圈与铁芯间的绝缘性能，油箱及 冷却装置则用于散热。
保护功能及安全操作规范
01
过载保护
变压器具有过载保护功能，当负载超过一定范围时，可自动切断电源，
避免设备损坏。
02
短路保护
当输出端发生短路时，变压器应立即切断电源，防止短路电流对电路造
成损害。
03
安全操作规范
在操作变压器时，应遵循安全规范，如穿戴绝缘手套、使用绝缘工具等
，确保人身安全。同时，要定期检查变压器的绝缘性能、接线是否松动
隔离变压器
初级线圈和次级线圈完全独立，没有电气联系，适用于需要电气隔离的场合， 如医疗设备、音响设备等。
特种变压器简介
01
02
03
04
整流变压器
用于将交流电转换为直流电， 具有较大的输出电流和较低的
输出电压。
电焊变压器
用于焊接工艺，具有较大的输 出电流和较低的输出电压，以
及较高的短路阻抗。
脉冲变压器
THANKS
感谢观看
磁通量与感应电动势关系
磁通量与感应电动势的关系
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与穿过导体回路的磁通量的变化率成正比。因此，在变压器中，当 交流电流通过初级线圈时，会在铁芯中产生交变磁通，从而在次级线圈中感应出电动势。这个感应电动势的大小 与磁通量的变化率以及线圈的匝数有关。
在电力系统中，变压器主要用于 电压变换、电流变换、阻抗变换 以及电气隔离等。
工作原理与构造
工作原理
变压器的工作原理基于电磁感应现象，即变化的磁场会在导 体中产生感应电动势。当交流电流通过变压器的初级线圈时 ，会在铁芯中产生交变磁通，从而在次级线圈中感应出电动 势。
构造
变压器主要由铁芯、线圈、绝缘材料、油箱及冷却装置等组 成。其中，铁芯是变压器的磁路部分，线圈是电路部分，绝 缘材料用于保证线圈间及线圈与铁芯间的绝缘性能，油箱及 冷却装置则用于散热。
保护功能及安全操作规范
01
过载保护
变压器具有过载保护功能，当负载超过一定范围时，可自动切断电源，
避免设备损坏。
02
短路保护
当输出端发生短路时，变压器应立即切断电源，防止短路电流对电路造
成损害。
03
安全操作规范
在操作变压器时，应遵循安全规范，如穿戴绝缘手套、使用绝缘工具等
，确保人身安全。同时，要定期检查变压器的绝缘性能、接线是否松动
隔离变压器
初级线圈和次级线圈完全独立，没有电气联系，适用于需要电气隔离的场合， 如医疗设备、音响设备等。
特种变压器简介
01
02
03
04
整流变压器
用于将交流电转换为直流电， 具有较大的输出电流和较低的
输出电压。
电焊变压器
用于焊接工艺，具有较大的输 出电流和较低的输出电压，以
及较高的短路阻抗。
脉冲变压器
THANKS
感谢观看
磁通量与感应电动势关系
磁通量与感应电动势的关系
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与穿过导体回路的磁通量的变化率成正比。因此，在变压器中，当 交流电流通过初级线圈时，会在铁芯中产生交变磁通，从而在次级线圈中感应出电动势。这个感应电动势的大小 与磁通量的变化率以及线圈的匝数有关。
《高二物理变压器》PPT课件
连接如右图所示的电路，用
多用电表测出变压器的原.副线
圈两端电压，并试讨论变压器 V1
V2
原.副线圈两端电压的关系：
b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验
连接如右图所示的电路，用交
流电流表测出变压器的原线圈中 A1
A2
的电流和副线圈中的电流，并试
讨论通过变压器的原线圈中电流
和副线圈中电流的关系。编辑ppt
5
a.研究原副线圈两端电压关系的实验
次数 1 2 3 4 5
U1
V1
V2
实U验2 结论：原副线圈两端电压之比等于
这两个线圈的匝数比。
b.研究原线圈中电流和副线圈中电流的关系的实验
次数 1 2 3 4 5
A1
A2
A1
实验A2结论：原线圈和副线圈中的电流跟
它们的匝编辑数ppt 成反比。
6
2）理论分析法
原线圈
E1=
n1
t
U1
U2
副线圈
E2
=
n2
t
E1 n 1 E2 n2
而 E1 U1 E2 U2
所以：U 1 n1
U 2 n2
即： 原.副线圈两端电压之比等这两个线
圈的匝数比。 编辑ppt 与实验结论相同 7
实际变压器的效率都很高，特别是大型变压
器，效率可达97%-99.5%，所以理论研究时我
高中物理第二册（必修＋选修） 第十七章 第三节
《变 压 器》
熊勇
编辑ppt
1
1.几种常见的变压器
编辑ppt
2
2.变压器的结构和符号
U1
U2
电路符号
原线圈 铁芯 副线圈
高中物理选修3-2 第五章交流电-4.变压器(课件)(共70张PPT)
题目 21
A组能力训练题1 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列 的哪个物理量不一定相等：（ B ） A、交变电流的频率 B、电流的有效值 C、电功率 D、磁通量的变化率
22
A组能力训练题2 2、变压器在使用中，下列说法中正确的是（ AC ） A.原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的 增大而增大 B.原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增 大而增大 C.当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流 D.当副线圈空载时，原线圈上电压为零
解析：对于一定的变压器来说，U2由U1决定，I1由I2 决定，P1由P2决定。
27
A组能力训练题7
7. 利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电
流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100, 交流电流表 A的示数是50mA，则被测电路的电流为（ B ）
A. 0.5A B. 5A C. 0.5mA D. 50mA
16
例1、 一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别 为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功 率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则 （ BC ） A．U1＞U2，P1＜P2 B．P1＝P2 ，I1＜I2， C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2
解析：本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解. 因理想变压器电压与匝数的成正比关系，
U1 U2 ΔU n1 n2 Δn 现副线圈电压下降3V，故U1:n1=3:18，
解得：n1=1320匝。
18
例3、 有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副
线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通,
解见下页 19
解析： 电键接1时，灯均正常发光，表明 I1=I2', I2=4I1，n1/n2=I2/I1=4, 变压器为降压变压器
A组能力训练题1 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列 的哪个物理量不一定相等：（ B ） A、交变电流的频率 B、电流的有效值 C、电功率 D、磁通量的变化率
22
A组能力训练题2 2、变压器在使用中，下列说法中正确的是（ AC ） A.原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的 增大而增大 B.原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增 大而增大 C.当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流 D.当副线圈空载时，原线圈上电压为零
解析：对于一定的变压器来说，U2由U1决定，I1由I2 决定，P1由P2决定。
27
A组能力训练题7
7. 利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电
流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100, 交流电流表 A的示数是50mA，则被测电路的电流为（ B ）
A. 0.5A B. 5A C. 0.5mA D. 50mA
16
例1、 一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别 为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功 率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则 （ BC ） A．U1＞U2，P1＜P2 B．P1＝P2 ，I1＜I2， C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2
解析：本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解. 因理想变压器电压与匝数的成正比关系，
U1 U2 ΔU n1 n2 Δn 现副线圈电压下降3V，故U1:n1=3:18，
解得：n1=1320匝。
18
例3、 有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副
线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通,
解见下页 19
解析： 电键接1时，灯均正常发光，表明 I1=I2', I2=4I1，n1/n2=I2/I1=4, 变压器为降压变压器
变压器(高中物理教学课件)完整版
典型例题
例3.如图所示，P是电压互感器，Q是电流互感器，
如果两个互感器的变压比和变流比都是50，电压
表的示数为220V，电流表的示数为3A，则输电线
路中的电压和电流分别是( A )
A．11000V，150A
B．1100V，15A
C．4.4V，16.7A
D．4.4V，0.06A
典型例题
例4.如图所示为一理想变压器，其原、副线圈匝
五.变压器的等效电路
1.等效电阻法 理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2原、副线圈 的电压分别为U1、U2， 副线圈负载电阻为 R， 等效电路如图所示，
求 R等效。
法一：U1 U2
n1 n2
U2
n2 n1
U1
左图：P
U
2 2
R
n2 2U12 n12 R
右图：P'
U12 R等效
P
n2 2U12 n12 R
1.变压比：U1 n1 或者U1 U2
U 2 n2
n1 n2
2.功率关系：因没有能量损失
P1 P2 U1I1 U 2I2
3.变流比：由功率关系U1I1
U2I2
I1 I2
U2 U1
I1 I2
n2 n1
或者n1I1
n2I2
4.频率关系：原副线圈频率不变
f1 f2
二.理想变压器变压规律
注意： ①若n1<n2，则U1<U2，这种变压器叫升压变压器 ②若n1>n2，则U1>U2，这种变压器叫降压变压器 ③原副线圈电压比与匝数比成—— 正比 ④原副线圈电流比与匝数比成—— 反比 ⑤原线圈电压与副线圈电压成—— 正比 ⑥原线圈电流与副线圈电流成—— 正比 ⑦变压器电压、频率由输入端决定 ⑧变压器电流、功率由输出端决定
高中物理变压器PPT课件
四、变压器的工作规律：
1. 电压变化的规律: U1 n1 （电压与匝数成正比） U 2 n2
若n 1＞n2 则U1＞U2为降压变压器
若n 1< n2 则U1 < U2为升压变压器
2、电流 变化规律： 理想变压器：P输入=P输出
（电流与匝数成反比）
I1 I2
n2 n1
强化训练
小结本课
强化训练
1、我国的民用交流的电压是______V,当我们用到的电 器的额定电压不是这个电压时,我们可以用______来改 变电压，这种设备只能用于改变_____电流的电压。
四、变压器的工作规律：
1. 电压变化的规律: U1 n1 U 2 n2
若n 1＞n2 则U1＞U2为降压变压器
若n 1< n2 则U1 <输入=P输出
P输入=I1U1 P输出=I2U2
I1U1 =I2U2
I1 I2
U2 U1
I1 I2
n2 n1
原线圈 输入电压 U1
副线圈 输出电压U2
铁芯
输入电压U1 交流电
输出电压U2
电流增大 电流减小
副线圈的磁通 量发生变化
返回
输入电压U1 交流电
电流减小
输出电压U2
副线圈的磁通 量发生变化
返回
研究变压器的电压变化规律实验：
输入电压U1
输出电压U2
交变电流
V1
V2
原线圈匝数n1
副线圈匝数n2
C、若U1＝110V，则U2＝22V D、若U1＝10V，则U2＝1100V
上一题
下一题
4、某一理想变压器原线圈电压为220V，副线圈电 压 为 5V ， 若 副 线 圈 匝 数 增 加 100 匝 后 ， 副 线 压为30V，则原、副线圈原来的匝数分别是 （ ）
变压器-高二物理课件(人教版2019选择性必修第二册)
变压器原、副线圈电压与匝数的关系
理论推导（理想变压器）
原、副线圈中通过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：
E1
n1
t
E2
n2
t
若不考虑原副线圈的内阻有
U1 E1
U 2 E2
E1 n1 E2 n2
U1 n1 U 2 n2
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
理想变压器的能量转化：
理想变压器的输出功率等于输入功率
变压器能输送电能是利用了电磁感应。在原线圈上由变化的电流激发了一个变化的磁场，即电场的 能量转变成磁场的能量；通过铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，于是在副线圈上产生 了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（ BD）
A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1 C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
9．如图甲是线圈线垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图 像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的A、B两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线 圈Ⅱ的匝数比为5:1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R=1Ω，其他各处
互感器
电 压 互 感 器
V
使用时把原线圈与电路并联， 原线圈匝数多于副线圈匝数
电 流 互 感 器
A
使用时把原线圈与电路串联， 原线圈匝数少于副线圈匝数
高中物理选择性必修第二册 第二章：安培力与洛伦兹力 第4节:互感和自感
高中物理人教版选修-课件--《变压器》-ppt精品课件
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
四、探究变压器两个线圈的电压关系
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
四、探究变压器两个线圈的电压关系-实验结果
1、关系： U 1 = n 1 U 2 n2
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
变压器在电路中的符号:
U1
U2
原线圈
铁芯 副线圈
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
三、变压器的作用——改变交流电压
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
课堂练习和课外作业
课堂练习： P63 问题与练习 1、5 课外作业： P63 问题与练习 2、3、4
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
高中物理人教版选修1-1课件：3-4《 变压器 》(共20 张PPT)
【例2】一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝,与 220V的电源相连,当副线圈接入额定电压为36V的 灯泡时,能够正常发光.则变压器副线圈的匝数为( )
3.4《变压器》
教学目标
知识与能力： 了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交 流的电压。
• 由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个 线圈匝数的关系。
• 了解几种常见的变压器类型及其应用。 • 体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能
力 实验仪器： • 变压器、学生电源、灯泡
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的读数为3.6A
铁 芯
C
A
图（a） 图（b）
练4、为了保证用电安全,家庭居室的室内电路前端一 般都安装漏电保护开关,如图所示是保护开关的电路原理 简图． 问：
（1）电路正常工作时,b线圈是没有电流的,原因是什么？ （2）如果站在地上的人不小心接触火线时,b线圈为什 么会产生感应电流？
答案 （1）电流互感器a侧两线圈完全相同,流 过两线圈的电流大小相等,方向相反,它们产生 的磁场相互抵消,b侧线圈磁通量总为零而不变, 线圈中不产生感应电流．
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
一、变压器的构造 1．示意图 2．电路图中符号 3．构造：
小结
二、变压器的工作原理： 1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生
的互相感应现象 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器 P入＝P出
三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2
（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
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（ ）
5.4 变压器
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？
A. U 增大、I 增大、P1 增大 B. U 不变、I 减小、P1 增大
C. U 减小、I 减小、P1 减小
A
D
~
D. U 不变、I 减小、P1 不变
S
V R1 R2
变压器输入输出电压、电流、功率大小 之间的因果关系
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
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=_____,通过原线圈
的电流18I01 =______。
3A
练3、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a） 中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线绕了
3匝,则
A.这种电流表能测直流电流,图（b）的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图 （b）
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
铁芯与线圈互相绝缘
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
变压器原副线圈不相通,那么在给原线圈 接交变电压U1后,副线圈电压U2是怎样产 生的？
二、变压器的工作原理 ------互感现象
变压器通过闭合铁
芯,利用互感现象实现
了电能（U1、I1）到 ∽ U1
磁场能（变化的磁场）
I1、IU2U和12 I3nn,12根 据 变 压 器1的工UU作13 原nn13理 可 得 ： 2
由（1）（2）式得：
U2 ＝ n2 (3) U3 n3
根据P入＝P出得
I1U1＝I2U2＋I3U3 --------（4）
将（1）（3）式代入（4）式得
I1U2
n1 n2
I 2U 2
I3U2
此公式只适用于一个副线圈的变压器
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
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
四、理想变压器的变流规律： I1/I2=n2/n1
五、常用变压器
练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线运
动切割磁感线时,图中电流表A1的示数12mA,则 电流表A2的示数为 （ ） B 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
三、理想变压器的变压规律
I1
I2
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是：
U1 n1
n2 U2
E1=n1/ t E2=n2/ t
E1 n1 E2 n2
若不考虑原副线圈的内阻有
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
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
几种常见的变压器
一、变压器的构造
1.示意图 2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘
铁
硅钢片叠合而成）
原 线 ∽ U1 圈
芯
n1 n2
U2 ∽
副
线
圈
（2）原线圈（初级线 圈）：其匝数用n1表示
（3）副线圈（次级线 圈）：其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
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
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
（2）火线的电流有一部分流经人体,经大地流 回发电厂,a侧两线圈电流大小不等,产生“剩余 电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”,b侧 线圈中磁通量发生变化,线圈中产生感应电流．
练5、 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 和用电器上R1的 功率P1将分别是：
再到电能（ U2、I2）
转化。
原 线 圈
n1 n2
U2
∽
副
铁芯
线 圈
思考：若给原线圈接直流电压U1, 副线圈电压U2 ？ U2＝0
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。
无铜损、铁损、磁损
n3＝2200匝
例、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,
（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
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
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：
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,
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。
n1 n2
练习、如图所示,一理想变压器原、副线圈
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
（ 会烧坏 D、不能确定 L1
n1
n2
L2 L3 L4
铁 芯
C
A
图（a） 图（b）
练4、为了保证用电安全,家庭居室的室内电路前端一 般都安装漏电保护开关,如图所示是保护开关的电路原理 简图． 问：
（1）电路正常工作时,b线圈是没有电流的,原因是什么？ （2）如果站在地上的人不小心接触火线时,b线圈为什 么会产生感应电流？
答案 （1）电流互感器a侧两线圈完全相同,流 过两线圈的电流大小相等,方向相反,它们产生 的磁场相互抵消,b侧线圈磁通量总为零而不变, 线圈中不产生感应电流．
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
一、变压器的构造 1．示意图 2．电路图中符号 3．构造：
小结
二、变压器的工作原理： 1、互感现象：原、副线圈中由于有交变电流而发生
的互相感应现象 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器 P入＝P出
三、理想变压器的变压规律 U1/U2=n1/n2
（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
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（ ）
5.4 变压器
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？
A. U 增大、I 增大、P1 增大 B. U 不变、I 减小、P1 增大
C. U 减小、I 减小、P1 减小
A
D
~
D. U 不变、I 减小、P1 不变
S
V R1 R2
变压器输入输出电压、电流、功率大小 之间的因果关系
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
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=_____,通过原线圈
的电流18I01 =______。
3A
练3、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a） 中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电缆线绕了
3匝,则
A.这种电流表能测直流电流,图（b）的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图 （b）
∽ U1
n1 n2 U2 ∽
铁芯与线圈互相绝缘
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
变压器原副线圈不相通,那么在给原线圈 接交变电压U1后,副线圈电压U2是怎样产 生的？
二、变压器的工作原理 ------互感现象
变压器通过闭合铁
芯,利用互感现象实现
了电能（U1、I1）到 ∽ U1
磁场能（变化的磁场）
I1、IU2U和12 I3nn,12根 据 变 压 器1的工UU作13 原nn13理 可 得 ： 2
由（1）（2）式得：
U2 ＝ n2 (3) U3 n3
根据P入＝P出得
I1U1＝I2U2＋I3U3 --------（4）
将（1）（3）式代入（4）式得
I1U2
n1 n2
I 2U 2
I3U2
此公式只适用于一个副线圈的变压器
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
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
四、理想变压器的变流规律： I1/I2=n2/n1
五、常用变压器
练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线运
动切割磁感线时,图中电流表A1的示数12mA,则 电流表A2的示数为 （ ） B 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
三、理想变压器的变压规律
I1
I2
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是：
U1 n1
n2 U2
E1=n1/ t E2=n2/ t
E1 n1 E2 n2
若不考虑原副线圈的内阻有
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
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
几种常见的变压器
一、变压器的构造
1.示意图 2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘
铁
硅钢片叠合而成）
原 线 ∽ U1 圈
芯
n1 n2
U2 ∽
副
线
圈
（2）原线圈（初级线 圈）：其匝数用n1表示
（3）副线圈（次级线 圈）：其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
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
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
（2）火线的电流有一部分流经人体,经大地流 回发电厂,a侧两线圈电流大小不等,产生“剩余 电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”,b侧 线圈中磁通量发生变化,线圈中产生感应电流．
练5、 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 和用电器上R1的 功率P1将分别是：
再到电能（ U2、I2）
转化。
原 线 圈
n1 n2
U2
∽
副
铁芯
线 圈
思考：若给原线圈接直流电压U1, 副线圈电压U2 ？ U2＝0
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。
无铜损、铁损、磁损
n3＝2200匝
例、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,
（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
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
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：
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,
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。
n1 n2
练习、如图所示,一理想变压器原、副线圈
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
（ 会烧坏 D、不能确定 L1
n1
n2
L2 L3 L4