2024年高中物理第二章交变电流第六节变压器讲义含解析粤教版选修3_2.docVIP

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变压器

1．互感现象是变压器的工作基础，变压器工作时有能量

损失，变压器的输出功率与输入功率之比叫做变压器

的效率。志向变压器的效率为100%。

2．志向变压器原、副线圈的电压与匝数的关系为eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。

3．假如志向变压器的副线圈只有一个，则P1＝P2，即

U1I1＝U2I2，得出原、副线圈电流与匝数的关系为eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)。

4．全部变压器不变更交变电流的频率，志向变压器不改

变功率。

一、相识变压器的结构与原理

1．变压器的结构

变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成，变压器的模型与符号如图2-6-1所示。

图2-6-1

(1)原线圈：与电源相连接的线圈，也叫初级线圈。

(2)副线圈：与负载相连接的线圈，也叫次级线圈。

2．变压器的原理

变压器的工作原理是电磁感应。当原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量，交变的磁通量穿过副线圈产生感应电动势。当副线圈闭合时，就会有沟通电通过。

3．能量传递

电能从原线圈通过磁场传输给副线圈。

二、变压器的电压与匝数的关系

1．试验探究

(1)试验目的：探究变压器原、副线圈匝数与电压的关系。

(2)试验器材：原线圈、副线圈、变压器铁芯。

(3)试验过程：

图2-6-2

如图2-6-2所示，连接好电路。可先保持原线圈的匝数不变，变更副线圈的匝数，探讨其对副线圈电压的影响，然后再保持副线圈匝数不变，探讨原线圈的匝数对副线圈电压的影响。为了人身平安，只能运用低压沟通电源，所用电压不要超过12V。

(4)试验结论：志向变压器原、副线圈两端的电压之比等于这两个线圈的匝数之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。

2．升压变压器与降压变压器

(1)升压变压器：当n2n1时，U2U1，变压器使电压上升。

(2)降压变压器：当n2n1时，U2U1，变压器使电压降低。

三、志向变压器原副线圈中的电流

1．能量关系

对志向变压器，输入功率和输出功率相等，P1＝P2，即I1U1＝I2U2。

2．电流关系

eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)。

1．自主思索——判一判

(1)志向变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。(√)

(2)学校中用的变压器工作时没有能量损失。(×)

(3)志向变压器不仅可以变更交变电流的电压和电流，还可以变更交变电流的功率和频率。(×)

(4)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)适用于任何志向变压器。(√)

(5)在运用互感器时，互感器的外壳和副线圈应接地。(√)

2．合作探究——议一议

(1)如图2-6-3所示，一蓄电池连接在低压沟通变压器上，闭合电键会视察到什么现象？你能说明这种现象发生的缘由吗？

图2-6-3

提示：可以视察到闭合电键瞬间灯泡发光，然后熄灭。

缘由是：恒定电压加在原线圈上瞬间，线圈内的磁通量发生变更，因而副线圈中的磁通量也发生变更，所以由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)知，副线圈中有感应电动势，灯泡闪亮，之后原线圈中电流恒定，线圈内的磁通量恒定不变，副线圈中无电动势，因而灯泡闪亮后熄灭。

(2)怎样区分升压变压器和降压变压器？

提示：依据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，当n2n1时，U2U1，这种变压器称为升压变压器；当n2n1时，U2U1，这种变压器称为降压变压器。

(3)变压器原、副线圈匝数不同，对应的电流也不同，两线圈所用导线粗细也不相同，对降压变压器而言，哪个线圈所用导线粗些可以削减热损耗？为什么？

提示：副线圈所用导线较粗，对降压变压器n1＞n2，由eq\f(I2,I1)＝eq\f(n1,n2)可知，I2＞I1，副线圈中电流大，用粗导线可以降低损耗。

变压器的工作原理及规律

1．工作原理

2．基本规律

(1)一原一副，P入＝P出，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)

(2)一原多副，P入＝P出，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(U1,U3)＝eq\f(n1,n3)，eq\f(U2,U3)＝eq\f(n2,n3)

U1I1＝U2I2＋U3I3＋…

n1I1＝n2I2＋n3I3＋…

[典例]如图2-6-4所示，志向变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为志向的)的示数分别是()

图2-6-4

A．120V,0．10A B．240V,0．025A

C．120V,0．05A D．240V,0．05A

[思路点拨]解答本