人教版高中物理 变压器
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U2
∽ U1
n1
n2
∽
副 原 线 线 铁芯 圈 圈 互感现象：在原副线圈中由于有交变电 流而发生的互相感应现象。 若给原线圈接直流电压，U副线圈电压U2 ？
闭合铁芯实现了电能---磁场能---电能的转换， 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝 大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失 很小，为了便于研究，物理学中引入了一种 理想化模型------理想变压器。 理 想 变 压 器 无磁损 下面我们定 量分析理想 变压器的变 压规律。
四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: P出= P入 U1I1=U2I2
I 1/ I 2= U 2 / U1= n 2 / n1
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝 数成反比 I 1/ I 2= n 2 / n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
5.I1由I2和匝数比决定； I1＝n2/n1· I2
I1 n1
I2
U1
n 2U 2
R
3、互感器 分类：电压互感器和电流互感器
例1.一理想变压器，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 180 发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____ ，通 3A 过原线圈的电流 I1 =______ 。
解：
U1 n 1 U2 = n2
P2 I2= U 2 220 1100 36 = n2
n2=180
n2 P 2 n2 180×11×60 I = I = = 所以：1 n1 2 n1 U2 1100×36 =3A
例2.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比 为 n 1 ： n 2 =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 L1 D、不能确定 1
I1
I2 n2 U2
U1 n1
E1/n1= E2/n2
则U1=E1
则U2=E2
E2=U2 +I2r2 ≈U2 副线圈回路有：
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/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/U2= n1/n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器 n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
n2
U2 ∽
铁芯与线圈互相绝缘 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？
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
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） 到磁场能（变化的磁 场）再到电能（ U2、 I2）转化。
第五章 交变电流
第四节 变压器
用电器
额定工作电压
用电器
额定工作电 压
随身听
扫描仪
3V
12V
机床上的照明灯
防身器
36V
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？
（2）电流关系
根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3
I1n1=I2n2+I3n3
2.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
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
小结：
1.变压器的结构和工作原理
2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律 3.理想变压器的变压和变流规律
U1
n1 n2 L2
L3
L4
例3.一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。 解析：对于理想变压器，输入功率与输出 功率相等，则有I1n1＝I2n2＋I3n3
I1＝（I2n2＋I3n3）／n1＝（1×60＋4×600） ／1100＝2.24A
一、变压器的构造 1.示意图
原 线 圈
2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘 铁 硅钢片叠合而成）
芯
n2 U2 ∽
∽ U1
n1
（2）原线圈（初级线 副 圈）：其匝数用n1表示
线 圈
（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
∽ U1
n1
变压器工作时，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 匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导 线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线 圈的一种方法。
补充 1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流 关系
（1）电压关系
U1 n1 U2 n 2 U1 n 1 U3 n 3 U 2 n2 U 3 n3
无铁损
无铜损
研究原副线圈两端电压关系的实验 次数 U1 U2 1 2 3 4 5
实验结ຫໍສະໝຸດ Baidu：
V1
V2
原副线圈两端电压之比等于 这两个线圈的匝数比。
三、理想变压器的变压规律
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是： E1=n1/ t E2=n2/ t 原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0
∽ U1
n1
n2
∽
副 原 线 线 铁芯 圈 圈 互感现象：在原副线圈中由于有交变电 流而发生的互相感应现象。 若给原线圈接直流电压，U副线圈电压U2 ？
闭合铁芯实现了电能---磁场能---电能的转换， 由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝 大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失 很小，为了便于研究，物理学中引入了一种 理想化模型------理想变压器。 理 想 变 压 器 无磁损 下面我们定 量分析理想 变压器的变 压规律。
四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率 即: P出= P入 U1I1=U2I2
I 1/ I 2= U 2 / U1= n 2 / n1
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝 数成反比 I 1/ I 2= n 2 / n1
此公式只适用于一个副线圈的变压器
5.I1由I2和匝数比决定； I1＝n2/n1· I2
I1 n1
I2
U1
n 2U 2
R
3、互感器 分类：电压互感器和电流互感器
例1.一理想变压器，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 180 发光。由此可知副线圈的匝数n2=_____ ，通 3A 过原线圈的电流 I1 =______ 。
解：
U1 n 1 U2 = n2
P2 I2= U 2 220 1100 36 = n2
n2=180
n2 P 2 n2 180×11×60 I = I = = 所以：1 n1 2 n1 U2 1100×36 =3A
例2.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比 为 n 1 ： n 2 =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 L1 D、不能确定 1
I1
I2 n2 U2
U1 n1
E1/n1= E2/n2
则U1=E1
则U2=E2
E2=U2 +I2r2 ≈U2 副线圈回路有：
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/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/U2= n1/n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器 n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
n2
U2 ∽
铁芯与线圈互相绝缘 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？
问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
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） 到磁场能（变化的磁 场）再到电能（ U2、 I2）转化。
第五章 交变电流
第四节 变压器
用电器
额定工作电压
用电器
额定工作电 压
随身听
扫描仪
3V
12V
机床上的照明灯
防身器
36V
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？
（2）电流关系
根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3
I1n1=I2n2+I3n3
2.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
4.I2由U2和负载决定； I2＝U2／R
小结：
1.变压器的结构和工作原理
2.理想变压器的理想化模型及功率传输规律 3.理想变压器的变压和变流规律
U1
n1 n2 L2
L3
L4
例3.一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。 解析：对于理想变压器，输入功率与输出 功率相等，则有I1n1＝I2n2＋I3n3
I1＝（I2n2＋I3n3）／n1＝（1×60＋4×600） ／1100＝2.24A
一、变压器的构造 1.示意图
原 线 圈
2.构造： （1）闭合铁芯 （绝缘 铁 硅钢片叠合而成）
芯
n2 U2 ∽
∽ U1
n1
（2）原线圈（初级线 副 圈）：其匝数用n1表示
线 圈
（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
∽ U1
n1
变压器工作时，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 匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导 线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线 圈的一种方法。
补充 1、一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流 关系
（1）电压关系
U1 n1 U2 n 2 U1 n 1 U3 n 3 U 2 n2 U 3 n3
无铁损
无铜损
研究原副线圈两端电压关系的实验 次数 U1 U2 1 2 3 4 5
实验结ຫໍສະໝຸດ Baidu：
V1
V2
原副线圈两端电压之比等于 这两个线圈的匝数比。
三、理想变压器的变压规律
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是： E1=n1/ t E2=n2/ t 原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0