第3章　3　变压器

变压器3［学习目标］

1.了解变压器的构造及工作原理2通过实验探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系3掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系.梳理教材夯实基础

一、变压器的原理

1.构造由和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作,与负载连接的线圈叫作.

2.原理现象是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生.

二、电压与匝数的关系

1.理想变压器没有的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型.⑴原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即无“漏磁”.2原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”.3闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”.

2.电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的，即强=.

3.两类变压器副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作变压器.

三、变压器中的能量转化原线圈中电场的能量转变成的能量，通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了的能量.即学即用

1.判断下列说法的正误.⑴理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比.⑵输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高.3变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压.4理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率.5理想变压器的输入和输出功率相等.

2.一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为401,则副线圈中的输出电压为,输出功率为,变压器原线圈中的电流为.探究重点提升素养

一、变压器的原理

1.变压器的构造

2.变压器的工作原理图I电源变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示.注意

（1）变压器不改变交变电流的周期和频率.

（2）变压器只对交变电流起作用，对恒定电流不起作用.千小

（3）变压器的两个线圈之间通过件磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的.【例1】（多选）关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（）A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险

①、等、/相等C.变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小D.当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出原线圈铁芯

二、实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

1.实验思路交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压.线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系.

2.实验器材多用电表、可拆变压器（如图甲）、学生电源、开关、导线若干O-OaH

113.实验步骤⑴按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数.2接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中.⑶保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值.4保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.

4.实验结论实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即普n±

5.注意事项⑴在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作.⑵为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12V,通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱.⑶为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量.【例2］为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，必须要选用的是A.有闭合铁芯的原、副线圈B.无铁芯的原、副线圈C.交流电源D.直流电源E.多用电表交流电压挡F.多用电表交流电流挡用匝数=60和桃=120的变压器，实验测量数据如下表,根据测量数据可判断连接电源的线圈是（选填“为”U/V

1.

802.

803.

804.90a或针对训练（多选）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是（）O OOA.用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈B.测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表C.原线圈接

0、8接线柱，副线圈接

0、4接线柱时，副线圈电压大于原线圈电压D.为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响

三、理想变压器的基本关系

1.电压关系

（1）只有一个副线圈时，5=2当〃2〉〃1时，U2U],变压器使电压升高，是升压变压器.当如V小时，依5,变压器使电压降低，是降压变压器.⑵有多个副线圈时，导=今=今=・・・

2.功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即尸入=尸出.

3.电流关系⑴只有一个副线圈时，U/=U2,2或£=宾

（2）当有多个副线圈时，/1口=/202+/303+…或〃〃1=〃2/2+几3八+…【例3】如图所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比〃]但=225,原线圈接在明=220^”sin100m（V）的交流电源上，电阻R=25Q,A为理想电流表，则A的示数为（）【例41如图所示，理想变压器的原线圈接在〃=22S\「sin1007i，V的交流电源上，副线圈接有R=55Q的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是A.电流表的示数为1AB.原线圈的输入功率为22即Wc.电压表的示数为110V2VD.副线圈输出交流电的周期为50s。