[人教版]变压器教学全解1
新课标人教版21选修二《变压器》WORD教案1
新课标人教版21选修二《变压器》WORD 教案1教学目的：l 、了解变压器的构造，明白得变压器的工作原理。
2、把握变压器的变流比和变压比。
3、了解几种常见的变压器。
教学预备：幻灯片、可拆迁变压器、学生电源、演示电流表、 教学过程： 一、知识回忆1、产生电磁感应现象的条件。
2、法拉第电磁感应定律。
二、新课教学： 1．变压器的构造原线圈、 副线圈、 铁心 2．变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。
3．理想变压器通量全部集中在铁心内，变压器没有能量缺失，输入功率等于输出功率。
4．理想变压器电压跟匝数的关系：U 1/U 2= n 1/n 2说明：对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情形，而且适用于多个副线圈的情形。
即有332211n U n U n U ===……。
这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。
因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。
在线圈内阻不计的情形下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。
5．理想变压器电流跟匝数的关系I 1/I 2= n 2/n 1 （适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情形，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可依照输入功率与输出功率相等的关系推导出：U 1I 1= U 2I 2+ U 3I 3+U 4I 4+……再依照U 2=12n n U 1 U 3=13n n U 1 U 4=14n nU 4……可得出：n 1I 1=n 2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+…… 6．注意事项（1）当变压器原副线圈匝数比(21n n )确定以后,其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的(即U 2=12n n U 1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I 1=12n n I 2），同时有了相等的输入功率，（P 入=P 出）因此说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。
高二物理(人教版选择性必修二)-变压器
一、变压器的结构
1.构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成铁芯与线圈互相绝缘
一、变压器的结构
2.结构示意图
3.电路中的符号
或
原线圈 铁芯 副线圈
思考： 从变压器的结构可以看出，变压器的原、副线圈之间并没有用导线相接，那副线圈两端的电压是怎么产生的？
变压器
高二年级 物理
用电设备及对应的额定电压
不同设备所需的电压各不相同，如何使这些额定电压不是220V的用电设备都能正常工作呢？
变压器
变压器帮助我们解决了这么大的问题，那变压器结构究竟什么样子？
图1 图2 图3
次序
U1（V）
U2（V）
n1
n2
1
2
3
4
5
220
12.4
1600
100
220
53.2
1600
400
220
1.34
1600
10
220
2.70
1600
20
220
4.05
1600
30
三、实验探究
观察实验数据，将原、副线圈的匝数与电压进行比较，寻找它们之间的关系。 用尽量精炼的语言表述出来，如果可能，最好用数学关系式来表述。
1.34
1600
10
4
220
2.70
1600
20
5
220
4.05
1600
30
U1/U2
n1/n2
17.7
16
4.13
4
164
160
81.5
80
54.3
53.3
变压器 课件 (人教版)
确．理想变压器的输入功率等于输出功率，P入＝P出＝
60×2.2 W＝132 W，选项A错误．根据理想变压器的电流与匝
数成反比，即I1∶I2＝n2∶n1，可得通过原线圈的电流的有效 值为I1＝ I2＝0.6 A，选项B正确．通过变压器的是正弦交 流电，所以副线圈的电流的最大值为Im＝ I2＝2.2 A，
源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为 2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有 效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( B )
A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A 【审题指导】(1)当变压器输出电压调至最大时，副线圈匝数
化的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果 副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它 也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起 感应电动势．由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈 间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线 圈．其能量转换方式为：
原线圈电能→磁场能→副线圈电能．
知识点二 理想变压器的规律
1．理想变压器的特点． (1)变压器铁芯内无漏磁． (2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热． 注意：①因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此， 理想变压器的输入功率等于输出功率． ②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． 2．电动势关系．
知识点三 几种常用的变压器 1．自耦变压器． 特点：只有1个线圈，3个抽头，可升压，也可降压． 2．调压变压器． 特点：属于自耦变压器，但电压可连续调节． 3．互感器． 分类：电压互感器(如图左)和电流互感器(如图右)．
高中物理人教版选修课件《变压器》PPT课件
高 ［中 名物 师理 课人 堂教版 学选 ］修 高1中-1物课理件人：教3-版4《选 修变课压件器 》 《(变共压20器张》PPTP)T 课件（ 完整版 PPT)
输电过程示意图
新课标高中物理选修1－1
第三章 电磁感应
3.4 变压器
杭州市实验外国语学校 余开富
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变压器
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小结
一、变压器的构造：由闭合铁芯和绕在闭合铁芯上的 原,副线圈组成。或称初级、次级线圈。
U1 n1 二、电路符号图：
n2 U2
三、 变压器的作用： 升高或降低交流电压，且
U1
U2
原线圈
铁芯 副线圈
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三、变压器的作用——改变交流电压
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新课标人教版11选修一《变压器》WORD教案1
新课标人教版11选修一《变压器》WORD教案1信息化社会，我们要了解信息技术的基础。
一、阅读课本105-111页了解本节内容，并回答下列问题：
1、信息的拾取用何仪器？
2、什么是传感器？
3、传感器有哪些类型？
4、举例说明哪些地点用到了传感器？
5、信息传递的方式有哪些？
6、信号有哪些方式？
7、信息记录方式？
8、数字电视简介；
9、信息时代、因特网与信息化生活。
二、假如需要用实验说明问题时，能够选择下列仪器：
声光控开关、烟雾传感器、启动器、驻极体话筒、电容式话筒、软盘、硬盘、光盘（DVD、VCD）
三、解决问题
1、传感器；
2、各种替代、延伸、补充人的感受器官功能的科学技术手段；
3、压力传感器、光敏传感器、热敏传感器、双金属传感器、磁敏传感器等；
4、声光控开关、烟雾报警器、自动烘干机（手）等；
5、有线：电线、光缆，无线：电磁波；
6、模拟信号和数字信号；
7、磁盘、光盘等记录手段；
8、参考课本；
9、学生自己介绍。
四、练习
课后“问题与练习”。
变压器 课件(人教版)
答案 A
例3 如图5所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为 n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220 V的交流电源上， n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路. 已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻 R2＝110 Ω，求通过电阻R2的电流I2和 通过原线圈的电流I1.
一、变压器的原理 1.变压器的结构：如图1所示，为变压器的示意图和在电路 图中的符号.
图1
(1)变压器的构造：闭合铁芯、原线圈(匝数用n1表示)、副 线圈(匝数用n2表示).输入电压是U1，输出电压是U2，两个 线圈都绕在 闭合铁芯上. (2)原线圈：与交流电源相连接的线圈，又叫做 初级线圈 . (3)副线圈：与负载相连的另一个线圈，又叫做 次级线圈 .
外壳和副线圈应接地.
(3)作用：将高电压变为低电压，
通过测量低电压，计算出高压电
图7
路的电压.
3.电流互感器 (1)构造：小型升压变压器，如图乙所示. (2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表.为了 安全，外壳和副线圈应接地. (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出 被测电路中的大电流.
图5
解析 由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在
R2 上的电压
U2＝nn21 U1＝150×220 V＝110 V 通过电阻 R2 的电流 I2＝UR22＝111100 A＝1 A 加在 R3 上的电压 U3＝nn31 U1＝110×220 V＝22 V
根据输出功率等于输入功率得：U1I1＝U2I2＋U3I3 代入数据解得通过原线圈的电流为：I1＝0.7 A. 答案 1 A 0.7 A
变压器 课件(人教版)
• 特别提醒：
• (1)变压器的电动势关系、电压关系和电流关系是有效值 (或最大值)间的关系，对于某时刻的瞬时值其关系不成立。
• (2)变压器高压圈匝数多而导线细，低压圈匝数少而导线粗， 这是区别高、低压线圈的方法。
• 二、变压器工作时的制约关系及动态分析
• 1．电压制约
• 当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2 由输入电压决定，即U2＝n2U1/n1
关S从闭合到突然断开，可为火花塞提供瞬时高电压，产
生电火花。蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线
圈也能得到高电压呢？
• 答案：当开关S闭合后，变压器的原线圈中是恒定电流， 铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞 上电压为零。当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突 然变小，在副线圈中会产生一个瞬时高电压(脉冲高电压 可达104V左右)，使火花塞产生电火花。
• 3．电流互感器
• (1)构造：小型升压变压器，如图所示。
• (2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表，为 了安全，外壳和副线圈应接地。
• (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出 被测电路中的大电流。
理想变压器规律的应用
图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载 电路中 R＝55Ω， 、 为理想电流表和电压表，若原线圈接 入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为 110V，下列表 述正确的是( )
压器。 • (2)升压变压器：副线圈的电压比Βιβλιοθήκη 线圈的电压__高__的变压器。
• 2．工作原理
• 原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈 中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当 副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电。 从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将 磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、 电流均发生了变化。
人教版高中物理教案-变压器
第四節變壓器●本節教材分析變壓器是交變電路中常見的一種電器設備，也是遠距離輸送交流電不可缺少的裝置.在講解變壓器的原理時，要積極引導學生從電磁感應的角度說明：原線圈上加交流電壓產生交流電流，鐵芯中產生交變磁通量，副線圈中產生交變電動勢，副線圈相當於交流電源對外界負載供電.要向學生強調，從能量轉換的角度看，變壓器是把電能通過磁場能轉換成電能的裝置，經過轉換後一般電壓、電流都發生了變化.有的學生認為變壓器鐵芯是帶電的.針對這種錯誤認識，可讓學生根據電磁感應原理，經過獨立思考瞭解到變壓器鐵芯並不帶電，鐵芯內部有磁場（鐵芯外部磁場很弱）.要讓學生明白，互感現象是變壓器工作的基礎.要讓學生在學習電磁感應的基礎上理解互感現象.這裡的關鍵是明白原線圈和副線圈有共同的鐵芯，穿過它們的磁通量和磁通量變化時刻都是相同的.因而，其中的感應電動勢之比只與匝數有關.這樣，原副線圈的匝數不同，就可以改變電壓了.要使學生明白，理想變壓器是忽略了變壓器中的能量損耗，它的輸出功率與輸入功率相等，這樣才得出原、副線圈的電壓、電流與匝數的關係.在解決有兩個副線圈的變壓器的問題時，不做統一的要求，不必急於去分析這類問題，對學有餘力的學生，可引導他們進行分析討論.變壓器在生產和生活中有十分廣泛的應用.課本中介紹了一些，教學中可根據實際情況向學生進行介紹，或看掛圖、照片、實物或參觀，以開闊學生眼界，增加實際知識.●教學目標一、知識目標1.知道變壓器的構造.2.理解互感現象，理解變壓器的工作原理.3.理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數的關係，能應用它分析解決有關問題.4.理解理想變壓器原、副線圈中電流與匝數的關係，能應用它分析解決有關問題.5.知道課本中介紹的幾種常見的變壓器.二、技能目標1.用電磁感應去理解變壓的工作原理，培養學生綜合應用所學知識的能力.2.講解理想變壓器使學生瞭解建立物理模型的意義.（抓主要因素，忽略次要因素，排除無關因素）三、情感態度目標1.使學生體會到能量守恆定律是普遍適用的.2.培養學生實事求是的科學態度.●教學重點變壓器工作原理.●教學難點變壓器是如何將原線圈的電能傳輸給副線圈的.●教學方法實驗探究、演繹推理.●教學用具可拆變壓器、交流電壓表、交流電流錶、燈泡、自耦變壓器、調壓器、導線等.●課時安排1 課時●教學過程一、引入新課［師］在實際應用中，常常需要改變交流的電壓.大型發電機發出的交流，電壓有幾萬伏，而遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電壓.各種用電設備所需的電壓也各不相同.電燈、電飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V的電壓，機床上的照明燈需要36 V的安全電壓.一般半導體收音機的電源電壓不超過10 V，而電視機顯像管卻需要10000 V以上的高電壓.交流便於改變電壓，以適應各種不同需要.變壓器就是改變交流電壓的設備.這節課我們學習變壓器的有關知識.二、新課教學1.變壓器原理［師］出示可拆變壓器，引導學生觀察，變壓器主要由哪幾部分構成？［生］變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成.一個線圈跟電源連接，叫原線圈（初級線圈），另一個線圈跟負載連接，叫副線圈（次級線圈）.兩個線圈都是絕緣導線繞製成的.鐵芯由塗有絕緣漆的矽鋼片疊合而成.［師］畫出變壓器的結構示意圖和符號，如下圖所示：［演示］將原線圈接照明電源，交流電壓表接到不同的副線圈上，觀察交流電壓表是否有示數？［生］電壓表有示數且示數不同.［師］變壓器原、副線圈的電路並不相同，副線圈兩端的交流電壓是如何產生的？請同學們從電磁感應的角度去思考.［生］在原線圈上加交變電壓U1，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產生交變的磁通量.這個交變磁通量既穿過原線圈，也穿過副線圈，在原、副線圈中都要引起感應電動勢.如副線圈是閉合的，在副線圈中就產生交變電流，它也在鐵芯中產生交變的磁通量，在原、副線圈中同樣引起感應電動勢.副線圈兩端的電壓就是這樣產生的.［師］物理上把原副線圈中由於有交變電流而發生的互相感應現象，叫做互感現象.互感現象是變壓器工作的基礎.［生］變壓器的鐵芯起什麼作用？［師］如果無鐵芯，並排放置的原副線圈也發生互感現象，但原副線圈所激發的交變磁場的磁感線只有一小部分穿過對方，漏失的磁感線不會在原副線圈中傳送電能.如有鐵芯，由於磁化，絕大部分磁感線集中在鐵芯內部，大大提高了變壓器的效率.［生］原副線圈中，感應電動勢大小跟什麼有關係？［師］與線圈中磁通量變化率及線圈匝數成正比.師生共同活動：1．實驗探究得出理想變壓器得變比關係2．推導理想變壓器的變壓比公式.設原線圈的匝數為N1，副線圈的匝數為N2，穿過鐵芯的磁通量為Φ，則原副線圈中產生的感應電動勢分別為E 1=N 1Δt1ΦΔ E 2=N 2Δt Δ2Φ 在忽略漏磁的情況下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得2121N N E E = 在忽略線圈電阻的情況下，原線圈兩端的電壓U 1與感應電動勢E 1相等，則有U 1=E 1；副線圈兩端的電壓U 2與感應電動勢E 2相等，則有U 2=E 2.於是得到2121N N U U = ［師］請同學們閱讀教材，回答下列問題：（1）什麼叫理想變壓器？（2）什麼叫升壓變壓器？（3）什麼叫降壓變壓器？（4）電視機裡的變壓器和複讀機裡的變壓器各屬於哪一類變壓器？［生1］忽略原、副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器，叫做理想變壓器.［生2］當N 2＞N 1時，U 2＞U 1，這樣的變壓器叫升壓變壓器.［生3］當N 2＜N 1時，U 2＜U 1，這樣的變壓器叫降壓變壓器.［生4］電視機裡的變壓器將220 V 電壓升高到10000 V 以上屬升壓變壓器；複讀機的變壓器將220 V 電壓降到6 V ，屬於降壓變壓器.［師］理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什麼關係？［生］P 出=P 入［師］若理想變壓器只有一個副線圈，則原副線圈中的電流I 1與I 2有什麼關係？［生］據P 出=U 2I 2，P 入=U 1I 1及P 出=P 入得：U 2I 2=U 1I 1 則：121221N N U U I I == ［師］繞制原副線圈的導線粗細一樣嗎？［生］粗細不一樣.高壓線圈匝數多而通過的電流小，用較細的導線；低壓線圈匝數少而通過的電流大，用較粗的導線.2.幾種常見的變壓器［師］變壓器的種類很多，請同學們閱讀教材，瞭解幾種常見的變壓器，並回答下列問題：（1）自耦變壓器有何特點？（2）自耦變壓器如何作升壓變壓器？又如何作降壓變壓器？（3）互感器分為哪幾類？（4）電壓互感器的作用是什麼？（5）電流互感器的作用是什麼？［生1］自耦變壓器只有一個線圈，滑動頭位置變化時，輸出電壓會連續發生變化. ［生2］若把整個線圈作副線圈，線圈的一部分作原線圈，為升壓變壓器；若把線圈的一部分作副線圈，整個線圈作原線圈，為降壓變壓器.［生3］互感器分為兩類，即電壓互感器和電流互感器.［生4］電壓互感器用來把高電壓變成低電壓.它的原線圈並聯在高壓電路中，副線圈上接入交流電壓表，根據電壓表測得的電壓U 2和變壓比，就可以算出高壓電路中的電壓.［生5］電流互感器用來把大電流變成小電流.它的原線圈串聯在被測電路中，副線圈上接入交流電流錶.根據電流錶測得的電流I 2和變流比，可以算出被測電路中的電流.三、小結本節課主要學習了以下內容：1.變壓器主要由鐵芯和線圈組成.2.變壓器可改變交變電的電壓和電流，利用了原副線圈的互感現象.3.理想變壓器：忽略一切電磁損耗，有P 輸出=P 輸入2121N N U U = 1221N N I I = 4.日常生活和生產中使用各種類型的變壓器，但它們遵循同樣的原理.四、作業（略）五、板書設計六、本節優化訓練設計1.理想變壓器原、副線圈匝數比為n 1∶n 2=10∶1, 如圖所示.在原線圈中輸入交變電壓，其暫態運算式為U 1=2202sin(100πt ) V ，在副線圈兩端接入一燈泡和一隻交流電壓表，下面說法正確的是A.電壓表的示數220 VB.電壓表的指標週期性左右偏轉C.輸出交變電壓頻率減為5 HzD.燈泡承受電壓的最大值是220 V2.（1993年全國）如圖所示，一理想變壓器的原、副線圈分別由雙線ab 和cd （匝數都為n 1），ef 和gh （匝數都為n 2）組成，用I 1和U 1表示輸入電流和電壓，I 2和U 2表示輸出電流和電壓.在下列四種連接中，符合12212121,n n I I n n U U ==的是A.b 與c 連接，以a 、d 為輸入端；f 與g 相連，以e 、h 為輸出端B .b 與c 相連，以a 、d 為輸入端；e 與g 相連，f 與h 相連為輸出端C.a 與c 相連，b 與d 相連為輸入端；f 與g 相連，以e 、h 為輸出端D.a 與c 相連，b 與d 相連為輸入端；e 與g 相連，f 、h 相連為輸出端3.如圖所示的理想變壓器供電線路中，若將開關S 閉合，電流錶A 1的示數將_______，電流錶A 2的示數將_______，電流錶A 3的示數將_______，電壓表V 1的示數將_______，電壓表V 2將_______.（不考慮輸電線電壓損耗）4.如圖，在a 、b 兩端與e 、f 兩端分別加上220 V 交流電壓時，測得c 、d 間與g 、h 間電壓均為110 V ，若分別在c 、d 間與g 、h 間加110 V 電壓，則a 、b 間與e 、f 間電壓分別為A.220 V ，220 VB.220 V ，110 VC.110 V ，110 VD.220 V ，05.在繞制變壓器時，將兩個線圈繞在如圖變壓器鐵芯的左右兩臂上，當通以交流電時，每個線圈產生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂.已知線圈1、2的匝數比N 1∶N 2=2∶1，在不接負載情況下A.當線圈1輸入電壓220 V 時，線圈2輸出110 VB.當線圈1輸入電壓220 V 時，線圈2輸出電壓55 VC.當線圈2輸入電壓110 V 時，線圈1輸出電壓220 VD.當線圈2輸入電壓110 V 時，線圈1輸出電壓110 V參考答案：1.A2.AD3.V 1、V 2均不變，A 1變大，A 2不變，A 3變大4.B5.D●備課資料理想變壓器與實際變壓器理想變壓器是對實際變壓器作理想化處理後得到的結果.中學物理教材對變壓器的討論，都是在理想化基礎上進行的，即認為變壓器線圈電阻為零，磁通量全部集中在鐵芯中以及變壓器運行時內部損耗忽略不計.由此匯出原、副繞組的電壓平衡方程：U 1=E 1，U 2=E 2；電壓關係：2121N N U U =;電流關係：1221N N I I =和功率傳輸關係：P 1=P 2. 上述關係基本上反映了變壓器的運行規律，但理想變壓器與實際變壓器存在一定的差距，在某些條件下，這種差距還相當大，以致個別公式並不適用.下面從四個方面作進一步分析.（1）原、副繞組的電壓平衡方程實際變壓器考慮了線圈電阻以及漏磁通的影響，因此其電壓平衡方程為：空載時；負載運行時.式中R 1、X 1和R 2、X 2分別為原副繞組的電阻和漏電抗，0⋅I 為空載電流，20⋅U 為副邊開路電壓.由於電流1⋅I （I 0）在R 1、X 1上的壓降與主磁感應電動勢1⋅E 相比數值很小，可以忽略，故有1⋅U =-1⋅E .同理，如將2⋅I 在R 2和X 2上產生的壓降忽略，則在空載和負載下，均有2⋅U =2⋅E .僅考慮數值大小，我們就得到了理想變壓器的電壓平衡方程：1⋅U =1⋅E ，2⋅U =2⋅E .不過從下面的分析可知，U 2=E 2的處理是近似的.（2）原、副繞組的電壓關係式對於實際變壓器，空載時有U 1E 1,U 20=E 2，因此201U U 21E E =21N N .負載時從圖所示的外特性曲線可知，當負載為電阻性及電感性時，U 2隨I 2的增大而下降，並且功率因數cos φ2愈小，U 2下降愈厲害；當負載為電容性時，U 2隨I 2的增大而升高，U 2≠E 2,故21U U ≠2121N N E E =.不過由於電壓變動率一般在5%左右，所以近似認為21U U =21N N ，即理想變壓器的電壓關係成立.（3）原、副繞組的電流關係由磁勢平衡方程，可得到實際變壓器原、副繞組的電流關係：21201⋅⋅⋅-=I N N I I .因為變壓器運行在額定負載時，0⋅I 只占1⋅I 的百分之幾，故可略去，即有2121⋅⋅-=I N N I .如只考慮數值關係，則有1221N N I I =，這就是理想變壓器的電流關係式. 這裡我們要指出，當變壓器運行在輕載或空載狀態時，I 1/I 2=N 2/N 1不成立，原因是此時0⋅I 與1⋅I 相比，絕對不可以忽略.（4）功率傳輸關係及效率效率曲線實際變壓器輸入、輸出功率關係為P1=P Fe+P Cu+P2，式中P Fe為鐵損，包括磁滯損耗和渦流損耗；P Cu為銅損，即電流在線圈電阻上消耗的功率.變壓器的效率η=P1/P2×100%,效率η與輸出功率的關係如圖所示.如忽略P Fe和P Cu，則得到理想變壓器功率傳輸關係：P1=P2和η=100%.由於大型變壓器運行在額定值附近時，效率可達97%~99.5%，故此時理想變壓的關係式均成立.不過請注意，當變壓器在輕載和空載條件下運行，其效率是比較低的，也就是此時P1=P2、η=100%均不成立.。
《变压器》教案1(人教版选修3-2)
第四节变压器●本节教材分析变压器是交变电路中常见的一种电器设备，也是远距离输送交流电不可缺少的装置.在讲解变压器的原理时，要积极引导学生从电磁感应的角度说明：原线圈上加交流电压产生交流电流，铁芯中产生交变磁通量，副线圈中产生交变电动势，副线圈相当于交流电源对外界负载供电.要向学生强调，从能量转换的角度看，变压器是把电能通过磁场能转换成电能的装置，经过转换后一般电压、电流都发生了变化.有的学生认为变压器铁芯是带电的.针对这种错误认识，可让学生根据电磁感应原理，经过独立思考了解到变压器铁芯并不带电，铁芯内部有磁场（铁芯外部磁场很弱）.要让学生明白，互感现象是变压器工作的基础.要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.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.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，不做统一的要求，不必急于去分析这类问题，对学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论.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.●教学目标一、知识目标1.知道变压器的构造.2.理解互感现象，理解变压器的工作原理.3.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.4.理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题.5.知道课本中介绍的几种常见的变压器.二、技能目标1.用电磁感应去理解变压的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力.2.讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义.（抓主要因素，忽略次要因素，排除无关因素）三、情感态度目标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.●教学重点变压器工作原理.●教学难点变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的.●教学方法实验探究、演绎推理.●教学用具可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等.●课时安排1 课时●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220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压.一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V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、新课教学1.变压器原理［师］出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几部分构成？［生］变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.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，如下图所示：［演示］将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？［生］电压表有示数且示数不同.［师］变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同学们从电磁感应的角度去思考.［生］在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量.这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势.如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样引起感应电动势.副线圈两端的电压就是这样产生的.［师］物理上把原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象.互感现象是变压器工作的基础.［生］变压器的铁芯起什么作用？［师］如果无铁芯，并排放置的原副线圈也发生互感现象，但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.［生］原副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？［师］与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比.师生共同活动：1．实验探究得出理想变压器得变比关系2．推导理想变压器的变压比公式.设原线圈的匝数为N1，副线圈的匝数为N2，穿过铁芯的磁通量为Φ，则原副线圈中产生的感应电动势分别为E 1=N 1Δt1ΦΔ E 2=N 2Δt Δ2Φ 在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得2121N N E E = 在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U 1与感应电动势E 1相等，则有U 1=E 1；副线圈两端的电压U 2与感应电动势E 2相等，则有U 2=E 2.于是得到2121N N U U = ［师］请同学们阅读教材，回答下列问题：（1）什么叫理想变压器？（2）什么叫升压变压器？（3）什么叫降压变压器？（4）电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器？［生1］忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，叫做理想变压器. ［生2］当N 2＞N 1时，U 2＞U 1，这样的变压器叫升压变压器.［生3］当N 2＜N 1时，U 2＜U 1，这样的变压器叫降压变压器.［生4］电视机里的变压器将220 V 电压升高到10000 V 以上属升压变压器；复读机的变压器将220 V 电压降到6 V ，属于降压变压器.［师］理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？［生］P 出=P 入［师］若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I 1与I 2有什么关系？ ［生］据P 出=U 2I 2，P 入=U 1I 1及P 出=P 入得：U 2I 2=U 1I 1 则：121221N N U U I I == ［师］绕制原副线圈的导线粗细一样吗？［生］粗细不一样.高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线.2.几种常见的变压器［师］变压器的种类很多，请同学们阅读教材，了解几种常见的变压器，并回答下列问题：（1）自耦变压器有何特点？（2）自耦变压器如何作升压变压器？又如何作降压变压器？（3）互感器分为哪几类？（4）电压互感器的作用是什么？（5）电流互感器的作用是什么？［生1］自耦变压器只有一个线圈，滑动头位置变化时，输出电压会连续发生变化. ［生2］若把整个线圈作副线圈，线圈的一部分作原线圈，为升压变压器；若把线圈的一部分作副线圈，整个线圈作原线圈，为降压变压器.［生3］互感器分为两类，即电压互感器和电流互感器.［生4］电压互感器用来把高电压变成低电压.它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表，根据电压表测得的电压U 2和变压比，就可以算出高压电路中的电压.［生5］电流互感器用来把大电流变成小电流.它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表.根据电流表测得的电流I 2和变流比，可以算出被测电路中的电流.三、小结本节课主要学习了以下内容：1.变压器主要由铁芯和线圈组成.2.变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象.3.理想变压器：忽略一切电磁损耗，有P 输出=P 输入2121N N U U = 1221N N I I = 4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理.四、作业（略）五、板书设计六、本节优化训练设计【例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（ ）A ．3mAB ．0C ．48mAD ．与负载R 的值有关【例2】一理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图所示。
变压器 课件(人教版)
(2)接通电路后，100 盏电灯并联的总电阻为 U2额
R 外＝1R00＝1P0额0＝8.07 Ω 次级线圈中的路端电压为 U2′＝I2′R 外＝8.027＋ 200.2×8.07 V＝214.68 V. (3)每盏灯的实际功率为 P′＝I120′0U2′＝2280.2×7×21140.608 W＝57.1 W.
4．注意： (1)只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有 U1I1＝U2I2， II12＝nn21. (2)变压器的输入功率由输出功率决定，常有 P1＝U1I1＝UR22 ＝n2nU1 12R1，即在输入电压确定以后，输入功率与副线圈匝数的 平方成正比，与原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电 阻值成反比．式中的 R 表示负载电阻的阻值．
(3)负载制约： ①变压器副线圈中的功率 P2 由用户负载决定，P2＝P 负 1＋ P 负 2＋…； ②变压器副线圈中的电流 I2 由用户负载及电压 U2 确定，I2 ＝UP22； ③总功率 P 总＝P 线＋P2.动态解析问题的思路程序可表示为：
U1
U1 n1
U决2 定n2 U2
I2决 R定U负2载I2
答案：CD
题型1 变压器与电路综合问题 【例题】图 2－6－5 中，降压变压器的变压系数是 3，即 初级线圈与次级线圈的匝数之比是 3. 初级线圈的输入电压是 660 V，次级线圈的电阻为 0.2 Ω，这台变压器供给 100 盏 “220V 60 W”的电灯用电．求：
图 2－6－5
(1)空载时次级线圈的路端电压和输出功率． (2)接通时次级线圈的路端电压． (3)每盏灯的实际功率． 解析：(1)将变压器视为理想变压器．设空载时次级线圈的 路端电压为 U2.因nn12＝3，故 U2＝ n2nU1 1＝220 V．因为空载，次 级线圈的负载电阻 R2→∞，次级线圈中的电流为零，即 I2＝0， P＝I2U2＝0.
变压器 课件(人教版)
解析：由题图知原线圈电压最大值为 220 2 V，周期 T＝
2×10－2 s，故有效值为 220 V，频率为 50 Hz；由UU12＝nn12，II12＝nn21得 输出电压最大值为 36 2 V，原、副线圈电流之比为 9∶55，输 入输出功率应相等，所以正确答案仅有 D.
I2′U2′得 I2′＝P2′/U2′＝6306
A＝
5 3
A
副线圈中的电流 I2＝11×I2′＝535 A
因 I1/I2＝n2/n1，故 I1＝nn21I2＝1118000×535 A＝3 A 答案：180 匝 3
变压器与交变电流图象的综合应用 【例 2】 某变压器原、副线圈匝数比为 55∶9，原线圈所接 电源电压按图 5－4－9 所示规律变化，副线圈有负载．下列判断 正确的是( )
新知梳理 一、变压器原理交流电源 1．构造：由闭合负铁载芯和绕在铁芯上的两个线圈组成． (1)原线圈：与________相连的线电圈磁．感应 (2)副线圈：与___交__变___相连的线圈． 2．原理：变压器工作的基础是________现象． 3．作用：改变________电流的电压．
二、理想变压器电压与匝数的关系
探究 1 什么是理想变压器？理想变压器有哪些特点？
1．理想变压器的特点 变压器内的铁芯没有漏磁，原、副线圈不计内阻，即不产生 焦耳热．
2．有一个副线圈时的三种关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出 (2)电压关系：UU12＝nn12 (3)电流关系：II12＝nn21
3．有多个副线圈时的三种关系式 (1)功率关系：P 入＝P 出 (2)电压关系：U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3∶… (3)电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋…