《变压器》教案
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变压器 教案
【教学目标】
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。
【重点难点】
1.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。 【【教教学学方方法法】】 实验探究法 【【教教学学用用具具】】 课 件 【教学过程】 一、变压器的原理 1、变压器的构造
(1)变压器是由套在闭合铁芯上的原、副两线圈组成:跟电源连接的线圈叫原线圈,也叫初级线圈,跟负载连接的线圈叫副圈,也叫次级线圈,两线圈由绝缘导线绕制,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成. (2)变压器的示意图和在电路中的符号分别如图所示:
2、变压器的工作原理 (1)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到磁场能再到电能的转化。 (2)变压器只能工作在交流电路.
3、理想变压器:
不计漏磁,略去原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器,称为理想变压器。实际变压器(特别是大型变压器)一般都可以看成是理想变压器。 二、理想变压器的工作规律 【实验探究】
(1)按图示电路连接电路
(2)原线圈接低压交流电源6V ,保持原线圈匝数n 1不变,分别取副线圈匝数
n 2=21
n 1,n 1,2 n 1,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表
格。
(3)原线圈接低压交流电源6V ,保持副线圈匝数n 2不变,分别取原线圈匝数
n 1=21
n 2,n 2,2 n 2,用多用电表交流电压档分别测出副线圈两端的电压,记入表
格。 U 1=6V 实验次数 1 2 3 4 5 6 原线圈匝数n 1 n 1
n 1
n 1
n 2
n 2
n 2
副线圈匝数n 2 2
1n 1 n 1 2 n 1 2
1n 2 n 2 2 n 2
副线圈输出电压U 2
结论
(4)总结实验现象,得出结论。 【注意事项】
(1)连接好电路后,同组同学分别独立检查,然后由老师确认,电路连接无误才能接通电源。
(2)注意人身安全。只能用低压交流电源,电源电压不能超过12V
(3)使用多用电表交流电压档测电压时,先用最大量程测试,然后再用适当的挡位进行测量。 1、电动势关系:
11
22
E n E n = 2、电压关系:
2121n n U U = (U 2由U 1及变压比12
n
n 决定) (1)升压变压器:n 1<n 2,U 1<U 2; (2)降压变压器:n 1>n 2,U 1>U 2。
3、功率关系:P 入=P 出(输入功率P 入由输出功率P 出决定)。
4、电流关系:
1221I n I n = (I 1由I 2及变压比12
n
n 决定) 【注意】变压器高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过电流大,应用较粗的导线绕制。 5、注意:
(1)变压器的电动势关系、电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立,而电流关系只适用于有一个副线圈的变压器,若为多个副线圈的变压器,电流和匝数的关系要从功率关系(输入功率等于总的输出功率)导出: ①
111122
223333
,,U n U n U n U n U n U n === ② ∵ U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n ∴ n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+…+n n I n
(2)变压器的电动势关系,电压关系,电流关系是有效值(或最大值)间的关系,在某一时刻其关系不成立.
(3)变压器虽能改变电压、电流,但不能改变功率和频率,输入功率总等于输出功率,次级交变电流的频率总等于初级交变电流的频率.
三、几种常用的变压器
1、自耦变压器
(1)特点:铁芯上只有一个线圈,其中有一部分的线圈为原、副线圈共用。(2)自耦变压器可以降压,也可以升压。
(3)调压变压器是一种自耦变压器。
2、互感器:互感器也是一种变压器,它可以把不能直接测量的高电压、大电流变换成低电压、小电流后再测量.
(1)电压互感器:
(2)电流互感器:
【例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()
A.交流的频率B.电流的有效值
C.电功率D.磁通量变化率
【例2】如图所示,与理想变压器相连接的四只灯泡相同,变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,接在副线围上的三只灯泡正常发光:则对于串联在原线圈上的灯泡A()
A、比正常发光时的亮度更大
B、也能正常发光
C、比正常发光时的亮度要暗
D、无法判断其亮度情况
【例3】如图所示,(a)是一理想变压器的电路连接,(b)是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系,已知原副线圈的匝数比为10∶1,电流表的示数为2A,电键S断开,求:
(1)变压器的输入功率和电压表的示数;
(2)将电键S闭合,定性分析电路中三只电表的示数变化情况。
【例4】如图所示,接于理想变压器的四个灯泡规格相同,且全部正常发光,求三个线圈的匝数比n1∶n2∶n3。
【课外作业】
1、教材:P5——(3)
2、学海导航:P2——4