第四节《变压器》教学设计一、教学思路
“变压器”的教学围绕“变压器为什么能改变电压”变压器是怎样改变电压、电流等问题为线索来展开教学过程，采用定性分析和定量相结合，理论推导和实验验证相结合的方法，先使学生理解互感现象，再通过学生探究活动，验证电压与匝数的关系，邂逅通过法拉第电磁感应定推导出电压与线圈匝数之间存在的关系。
教材分析：教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，新教材的特点之一是“具有基础性、丰富性和开放性。”即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。本节教材配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象，开阔眼界的科学漫步。教材对变压器原理的表述比较浅，在处理时要将这部分内容情境化，将静态知识动态化，利于学生理解透彻。?
学生分析：学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握，在《交流电?》前两节的学习，对交流电的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。但对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系这一知识点比较欠缺，在教学中需作出补充提示。?
二、教学目标
1、知识与技能：
１）知道变压器的基本构造
２）理解变压器的工作原理
３）探究并应用变压器的各种规律
2、?过程与方法：
１）能熟练应用控制变量法解决多变量问题
２）进一步掌握科学探究的一般思路
3、?情感态度与价值观：
１）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣
２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度
三、教学重难点
教学重点：变压器工作原理及工作规律．
教学难点：（l）理解副线圈两端的电压为交变电压．
（2）推导变压器原副线圈电流与匝数关系．
（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义．
重难点的突破措施：
（l）通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律．
（2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系．
（3）通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义．
四、教学媒体
变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、多媒体等
五、教学过程
（一）知识回顾：
1、什么是互感现象？
2、利用互感现象可以把从一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用????????制成的。
首先通过两个问题复习前面学过的电磁感应知识，给学生知识上的准备，
（二）新课讲授
1、新课导入
2、实验探究变压器的变压规律
（1）引导学生讨论探究的方案
猜测原副线圈的电压与什么因素有关,由法拉第电磁感应定律公式可能想到与线圈匝数有关.
实验仪器为学生电源(低压交流12V),可拆变压器,多用电表(交流电压档);设计并画出实验电路图;设计实验操作步骤;记录实验数据,可以设计一个表格.
（2）学生分组实验----控制变量法
保持原线圈电压和匝数不变,改变副线圈匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响;
保持原线圈电压和副线圈匝数不变,改变原线圈匝数,研究原线圈匝数对副线圈电压的影响.
(3) 引导学生分析数据,并归纳出:原线圈电压和匝数不变时,副线圈匝数越多,U2 越大.原线圈电压和副线圈匝数不变时,原线圈匝数越少,副线圈电压越高.在实验误差范围内,原副线圈电压比跟原副线圈的匝数比成正比.
3、理论推导
（1）理想变压器模型的建立
在变压器的电磁感应过程中,电能和磁能的相互转化是最主要的因素,而伴随而来的损耗是一些次要因素.为了研究的方便,我们突出主要因素,忽略次要因素.这是科学研究的一种常用方法.那么我们可以把实际的变压器抽象成理想变压器——一个没有能量损耗的理想变压器.
（2）变压器主副线圈电压、电流、功率关系推导
法拉第电磁感应定律的应用（回避源电动势和反电动势叠加的过程、相位差问题），注意两边磁通量相等--
E 1 = n 1t
??Φ E 2 = n 2t
??Φ 21E E =2
1n n
对于理想变压器，导线电阻可以忽略，故 U 1 = E 1 ，（副线圈看成一个电源，电动势等于路端电压）。所以21
U U
=2
1
n n
即：理想变压器原副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数比。
如果n2＞n1 ，则输出电压高，称升压变压器； 如果n2＜n1 ，则输出电压低，称降压变压器。 思考：如果原线圈通入的是直流电，能否实现变压？ 功率和电流关系 功率 P 1 = P 2
电流
2
1
I I = 1
2n n
分组讨论1：讨论右图所示变压器的电压、功率和电流的关系
（结论：21
U U =21
n n ，31
U U =3
1
n n ；P 1 = P 2 + P 3 ；n 1I 1 = n 2I 2 + n 3I 3）
分组讨论2：讨论右图所示变压器的电压、功率&电流的关
系（设两个副线圈的磁通分配相同） （结论：2
1U
U =
2
1n n 2，3
1U U =
3
1n n 2；P 1 = P 2 + P 3 ；2n 1I 1 = n 2I 2 +
n 3I 3）
小结：从以上的探讨我们发现，变压器的电压关系和电流
关系并不是用一个正比和反比可以简单地概括，而是会随着变压器结构的改变而改变，但是，万变不离其宗，能量守恒定律和法拉第电磁感应定律总是适用的。 4、规律应用
【例1】理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n 1=2200匝、n 3=440匝，电源电压为U 1=220V ，n 3上连接的负载电阻R=Ω， n 2上连接的灯泡“110V 110W ”正常发光。求原线圈中的电流I 1和n 2。
【例2】如图所示M 为理想变压器，原副线圈匝数
比为22：1，电
源电压u ＝311sin314t V 不变，变阻器R 的最大阻值为10Ω。求
（1）当变阻器的滑动头P 从最下端向上移动时，各个电表读数如何变化？（2）变阻器R 接入副线圈时电流表A 1的最
小读数（3）
n 3 R n 2
220V
n 1
如果变阻器R 断路，电流表A 1的读数又是多大？ 讨论原副线圈各个物理量变化的决定因素
输入电压U 1决定输出电压U 2 输出功率P 2决定输入功率P 1
在U 1、N 1、N 2一定的情况下，输出电流I 2决定I 1 5、总结全课
在本节课学习中,我们学到了哪些知识 使用了哪些思想方法 请同学们总结归纳. 变压器：主要由铁芯和原、副线圈组成，理想变压器的基本规律是 （1）任何两组线圈的端电压与其匝数成正比，即
可见，电压仅与匝数有关，与负载无关，且同一个变压器各线圈的"每伏匝数"必相等。 （2）输入功率等于输出功率
因此，当副线圈所接负载变化时，副线圈的电流变化，原线圈的输入功率随之变化。 （3）输入端的安匝数等于输出端安匝数之和，即 当仅有一组原副线圈时可简化为1
2
212211n n I I n I n I ==或
6、作业布置：
（1）课后习题：2、3
（2）思考：如何测量高压线上的交流电压
六、教学评价
教材要求由实验得出理想变压器的变压规律，做好实验是本节教学的关键．为了培养学生根据实验研究物理规律的能力，建议实验分两步进行．第一步，在法拉第电磁感应定律的指导下，定性了解副线圈两端的电压与副线圈匝数有关系，从而确定第二步的研究方向：变压器的输入、输出电压及原、副线圈匝数的关系．第二步，介绍线圈和它的匝数，演示输入电压变化时输出电压（在空载条件下进行测量）变化的规律．实验数据应分布在黑板上，给学生提供分析和处理实验数据的条件，从而得到理想变压器的变压公式．
七、教学板书
第四节 变压器
（一）变压器构造及原理
（二）实验探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
（三）理论推导变压器主副线圈电压、电流、功率的关系 （四）例题讲评、总结
八、教学反思
重视问题情境的创设和学生思维动机的激发,引导学生主体积极参与教学,主动地探究
和建构知识,是优化本课题教学过程的有效途径，教学中要重视课题的方法教育功能(实验方法,理想化方法等)和学生思维能力,探究能力的培养.要力图将本课题的教学转变成为师生共同参与的启发式问题探究课,在教学中以实验为载体展开过程,以问题为线索将课堂教学组织起来,通过积极创设问题情境,力求使实验与思维有机结合,层层递进,使学生始终处于积极参与探究的状态之中,充分展现物理课教学的特点和魅力.
九、教学资源
变压器是交流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．学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，并为学习远距离输电奠定基础．可拆变压器工作时，由于漏磁铜损、铁损较大，效率不高（低于60％），不能视为理想变压器．为了不影响演示效果，在设计可拆变压器时，已适当增加副线圈匝数作为补偿．教材从变压器工作时能量损耗忽略不计这一理想条件出发，通过理论推导得出变压器的交流规律，因而掌握理想变压器的输出功率与输入功率的关系成为教学的关键问题．用演示实验验证功率相等关系和电流比公式是有困难的，因为在实验条件下，传输功率小，变压器的效率低．但是做定性实验说明原线圈中的电流随副线圈电流的增大而增大、输入功率随输出功率增大而增大，对学生掌握理想变压器的规律是有好处的．实验可以避开I2=0，I1≠0的情况，也可以从I1很小这一事实出发，说明实际变压器效率一般是比较高的．学习几种常用的变压器，不仅增加了生产知识，还可提高学生分析、应用能力．教学过程可采用讨论法，充分利用实物（或实物图）和结构示意图，适当介绍一些生产知识．
电机与变压器试题答案 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）。 1.如下图所示二端网络的戴维宁等效电路中，电压源的电压= （D ） A．9V B．3V C．-9V D．-3V 2. 把一个三相电动机的绕组连成星形接于UL＝380V的三相电源上，或绕组连成三角形接于UL＝220V的三相电源上，这两种情况下，电源输出功率（A ）A．相等 B．差√3倍 C．差1/√3 倍 D．差3倍 3. 三相四线制的中线不准安装开关和熔断器是因为（ C） A、中线上无电流，溶体烧不断 B、中线开关接通或断开对电路无影响 C、中线开关断开或溶体熔断后，三相不对称负载承受三相不对称电压作用， 无法正常工作，严重时会烧毁负载 D、安装中线开关和熔断器会降低中线的机械强度，增大投资 4. 整流的目的是（A ） A、将交流变为直流 B、将高频变为低频 C、将正弦波变为方波 5. 直流稳压电源中滤波电路的目的是（C ）。 A、将交流变为直流 B、将高频变为低频 C、将交、直流混合量中的交流成 分滤掉 6. 串联型稳压电路中的放大环节所放大的对象是（C ） A、基准电压 B、采样电压 C、基准电压与采样电压之差 7．以下不属于变压器基本结构部件的是（C ） A、绕组 B、分接开关 C、转子
8. 一台频率为50 的三相异步电动机的转速为，该电机的极数和定子旋转 磁场转速为（ C ） A、4极， B、6极， C、8极， 9. 单相变压器铁芯叠片接缝增大，其他条件不变，则空载电流（A ） A、增大 B、减小 C、不变 10. 高频保护通道中耦合电容器的作用是（ A ） A、对工频电流具有很大的阻抗，可防止工频高压侵入高频收发讯机； B、对工频电流具有很小的阻抗，可防止工频高压侵入高频收发讯机； C、对高频电流阻抗很大，高频电流不能通过； D、滤除高次谐波的作用。 11. 变压器中性点接地属于（ B ） A、保护接地 B、工作接地 C、保安接地 D、接零 12. 对放大电路进行静态分析的主要任务是（B ） A、确定电压放大倍数Au B、确定静态工作点Q C、确定输入电阻，输出电阻 13．在单相桥式整流电路中，若有一只整流管接反，则（C ） A、输出电压约为2UD B、变为半波整流 C、整流管将因电流过大而烧坏 14．变压器绝缘老化速度主要决定于（ B ） A、湿度 B、温度 C、氧气 D、油中的分解物 15．新安装、检修后、长期停用和备用的变压器，超过（C）天，在投入运 行前，应测定绝缘电阻。 A、5天 B、10天 C、15天 D、30天 16．在同一个小接地电流系统中，所有出线装设两相不完全星形接线的电流保护，电流互感器装在同名相上，这样发生不同线路两点接地短路时，可保证只
第四节变压器 【教学目标】 1、了解使用变压器的目的，知道变压器的基本构造，知道理想变压器和实际变压器的区别。 2、知道变压器的工作原理，会用法拉第电磁感应定律解释变压器的变比关系。 3、知道不同种类的变压器。 【教学重点】 变压器的工作原理，互感过程的理解及电压与匝数的关系。 【教学难点】 互感过程的理解，变比关系的推导和理解 【教学方法】 演示、推理、学生实验 【教具】 学生电源、可拆变压器、交流电压表、小灯泡、多用电表（交流电压档） 【教学过程】 引入新课 今天我们要学习的是变压器这一节，在进入新课前，我们来看这样一组数据。 投影：
提问：我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢？ 回答：用我们今天所要学习的设备――变压器。 演示实验：出示交流电源，用交流电压表（量程10V）测其电压为7V，若想用这个电源来使额定电压为3V的小灯泡正常发光，显然不能直接接电源，我们就可以利用变压器将电源电压降下来后再接灯泡。 现象：灯泡能够正常发光。 这说明变压器是能够改变交流电压的设备。 过渡：为什么变压器会有这样的功能呢？就让我们先从变压器的构造说起。 一、变压器的构造 最典型的变压器是由两个线圈和闭合铁芯构成。 展示可拆变压器，左右各有一个线圈套在铁芯上，其中一个与电源相连的称为原线圈（或初级线圈），另一个与用电器相连的称为副线圈（或次级线圈）。线圈是由绝缘的导线绕制的。闭合的铁芯是由涂有绝缘漆的薄硅钢片叠加而成的。线圈与铁芯彼此绝缘。 投影：变压器的示意图，原副线圈的匝数一般是不同的，n1和n2分别表示原线圈和副线圈的匝数，U1和U2表示原线圈和副线圈的端电压。 提出疑问：从前面的实验中看到灯泡能够发光，说明副线圈两端是有电压的，但是线圈和铁芯彼此绝缘，不可能将原线圈的电能直接传送到副线圈来，那么这个电压是如何产生的呢？ 其实变压器也是法拉第电磁感应现象的一种应用，我们可以具体来分析变压器是如何工作的。 二、变压器的工作原理 分析：把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流产生交变的磁场，将铁芯磁化并在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着用电器，副线圈中就会产生交变电流。这一
《变压器》教学设计 教学目标 知识与技能 1．知道变压器的构造。 2．理解变压器的原理。 3．掌握理想变压器原副线圈中电压、电流及功率的关系。 过程与方法 让学生通过实验的探究，自己分析出变压器原副线圈电压与匝数的关系。 情感态度与价值观 培养学生分析数据、归纳得出结论 重点难点 重点：变压器的原理。 难点：理想变压器原副线圈匝数与电压、电流及功率关系的得出。 教学手段及方法 1．多媒体教学 2．启发式教学为主 教具学具 多媒体课件、教学电源、可拆变压器、多用电表、10欧姆的滑线变压器、额定电压为4.2伏的灯泡等。 设计思想 本节课以“创设情景提出问题观察思考自主探索—讨论交流总结归纳”为教学结构，采用“交流—互动”的探究模式教学。 充分开发和利用新课程资源，创设贴近学生实际生活的问题情景，激发学生的学习物理的兴趣和求知欲望，同时体现物理与社会、物理与技术、物理与生活等方面的联系。 教学过程 教学内容教师活动学生活动设计意图 生活需要导入提出问题生活中，所用各种小型电器要求的交流输入电 压数值，能不能高于市电220伏特？ 学生举例互相补充 激发学生 兴趣，活 跃气氛
师生互动展开新课(四)变压器硅钢片的插接组合方式是由什么道理决定的提问:变压器产生的热量主要是交变电磁场在 铁芯中引起的涡流造成的吗? 2归纳:交变电磁主要通过铁芯 2.为了减少变压器的热损耗，铁芯有结构的要 求、绝缘的要求和散热的要求 3.演示：成品的变压器硅钢片如何插接组合成 铁芯 学生讨论 回答:结论是肯定的 学生倾听，仔细观察 开拓学生 思维 拓宽学生 知识 课堂小结梳理内容1.什么是理想变压器 2.探究原副线圈匝数比与电压比的电路设置， 探究过程和结论得出 3.理想变压器原副线圈中电流、功率的关系 4.变压器对线径粗细和铁芯的硅钢片及铁芯的 结构有何要求，并弄懂其基本道理 学生认真倾听 系统梳理 本节内容 板书设计 变压器 一、理想变压器的概念 变压器通过电磁感应将传到电磁能从初级传到次级的过程中没有能量损失，满足该条件的变压器，叫做理想变压器。 二、变压器中原副线圈匝数与电压比的电路设置 三、理想变压器的规律 N1：N2=U1：U2 N1：N2=I2：I1 P1=P2 U1*I1=U2*I2 四、变压器线圈线径粗细的选择和铁芯结构的要求 1．降压变压器的初级线线圈径较细、次级线圈线径较粗。 2．铁芯有结构要求 五、布置作业
第四节《变压器》教学设计一、教学思路 “变压器”的教学围绕“变压器为什么能改变电压”变压器是怎样改变电压、电流等问题为线索来展开教学过程，采用定性分析和定量相结合，理论推导和实验验证相结合的方法，先使学生理解互感现象，再通过学生探究活动，验证电压与匝数的关系，邂逅通过法拉第电磁感应定推导出电压与线圈匝数之间存在的关系。 教材分析：教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，新教材的特点之一是“具有基础性、丰富性和开放性。”即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。本节教材配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象，开阔眼界的科学漫步。教材对变压器原理的表述比较浅，在处理时要将这部分内容情境化，将静态知识动态化，利于学生理解透彻。? 学生分析：学生通过前面《电磁感应》整章的学习，已经对磁生电以及涡旋电流有了基本的掌握，在《交流电?》前两节的学习，对交流电的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。但对变压器原线圈两端的电压与原线圈产生的电动势大小关系这一知识点比较欠缺，在教学中需作出补充提示。? 二、教学目标 1、知识与技能： １）知道变压器的基本构造 ２）理解变压器的工作原理 ３）探究并应用变压器的各种规律 2、?过程与方法： １）能熟练应用控制变量法解决多变量问题 ２）进一步掌握科学探究的一般思路 3、?情感态度与价值观： １）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣 ２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度 三、教学重难点 教学重点：变压器工作原理及工作规律． 教学难点：（l）理解副线圈两端的电压为交变电压． （2）推导变压器原副线圈电流与匝数关系． （3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义． 重难点的突破措施： （l）通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律． （2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系． （3）通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义． 四、教学媒体 变压器模型、学生电源、闭合铁芯、小灯泡、导线、多媒体等 五、教学过程 （一）知识回顾： 1、什么是互感现象？
科目：电机与变压器 授课 班级 高二（12） 授课 时间 第2周星期二第3节第2周星期二第4节课 题 变压器的构造 教学目标1．了解变压器的用途和种类2．了解变压器的基本构造 教材分析重点：变压器的用途和种类难点：变压器的基本构造 教学内容导入新课：教师口述，导入 讲授新课：第一节变压器的构造 一、变压器的用途和种类 变压器是利用互感原理工作的电磁装置，它的符号如图11-1 图11-1 变压器的符号 1．变压器的用途：变压器除可变换电压外，还可变换电流、变换阻抗、改变相位。 2．变压器的种类：按照使用的场合，变压器有电力变压器、整流变压器、调压变压器输入、输出变压器等。
教学内容 二、变压器的基本构造 变压器主要由铁心和线圈两部分构成。 铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便减少涡流和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图11-2(a)、(b)所示。 线圈是变压器的电路部分，是用漆色线、沙包线或丝包线绕成。其中和电源相连的线 圈叫原线圈(初级绕组)，和负载相连的线圈叫副线圈(次级绕组)。 作 业 画出变压器的符号 教学后记本节内容难度不大，学生兴趣大，教学情况较好。 图11-2 心式和壳式变压器
科目：电机与变压器 授课 班级 高二（12） 授课 时间 第2周星期五第3节第9周星期五第4节课 题 变压器的工作原理（一） 教学目标1．了解变压器的工作原理 2．了解升压变压器和降压变压器的概念 3．掌握电压和电流变换公式，并能做相关计算 教材分析重点：变压器的工作原理难点：电压变换电流变换 教学内容导入新课：教师口述，导入 讲授新课： 第二节变压器的工作原理 一、变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图11-3所示。 1．变换交流电压 原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为N1，副线圈匝数为N2，磁通为Φ，感应电动势为 t N E t N E ? Φ ? = ? Φ ? =2 2 1 1 ， 由此得 2 1 2 1 N N E E = 忽略线圈内阻得 图11-3 变压器空载运行原理图
物理教学案例—《变压器》 教学目标 一、知识目标 1、知道变压器的构造．知道变压器是用来改变交流电压的装置． 2、理解互感现象，理解变压器的工作原理． 3、掌握理想变压器工作规律并能使用解决实际问题． 4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题． 5、理解变压器的输入功率等于输出功率．能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题． 6、理解在远距离输电时，利用变压器能够大大降低传输线路的电能消耗的原因． 7、知道课本中介绍的几种常见的变压器． 二、水平目标 1、通过观察演示实验，培养学生物理观察水平和准确读数的习惯． 2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括水平． 3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义． 三、情感目标 1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美． 2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想． 3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度． 教学重点、难点、疑点及解决办法 1、重点：变压器工作原理及工作规律． 2、难点： （l）理解副线圈两端的电压为交变电压． （2）推导变压器原副线圈电流与匝数关系． （3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义． 3、疑点：变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈．
4、解决办法： （l）通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律． （2）通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系． （3）通过使用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义． 教学建议 教材分析及相对应的教法建议 1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的．变压器不能改变恒定电流的电压．互感现象是变压器工作的基础．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的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相关．这样原、副线圈的匝数不同，就能够改变电压了． 2、在分析变压器的原理时，课本中提到了“次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源”；一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的．这两个条件，都是“理想”变压器的工作原理的内容．利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先能够协助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量；在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电．在这个过程中，如果从能量角度分析，能够看成是电能（原线圈中的交变电流）转换成磁场能（铁心中的变化磁场），磁场能又转换成电能（副线圈对外输出电流）．所以，变压器是一个传递能量的装置．如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量．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、电流与匝数的关系式．在解决有两个副线圈的变压器的问题时，这个点尤其重要．当然，在初学时，有两个副线圈的变压器的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题．对于学有余力的学生，可引导他们实行分析讨论． 3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊理解，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清理解会有所协助．
三相异步电动机定子绕组展开图绘制教案 课程: 《电机与变压器》 课题: 三相异步电动机单层链式定子绕组展开图绘制方法 教学目标: 要求学生掌握绘制定子绕组展开图的基本步骤和作图技巧，充分领悟电动机绕组的嵌线规律，为后期的电机实习做好准备。 教学重点: 正确绘制三相异步电动机单层链式定子绕组展开图 教学难点: 1、电机定子铁心是圆的，而展开图是平铺的，二者如何关联？ 2、怎样正确连接U相绕组？ 教学方法: 讲授法、示例法、练习法 时间: 2014年2月25日 地点: 多媒体教室 教者: 王泽忠 授课班级: 12电3.4班 教学过程: 【组织教学】 【复旧导入】 1、三相定子绕组的构成原则 2、电动机定子铁心是圆的，如何正确表达其绕组的结构？——运用展开图【新授】 三相异步电动机单层链式定子绕组展开图绘制方法 一、展开图的含义 将电动机从两个定子槽之间沿着轴线方向切开，然后展开平铺于一个平面上，是一种直观的、方便同学们了解和学习电动机的平面图形。 注: 其切开开口处不是电动机的槽，而是两槽之间的硅钢片铁心。 ==> 二、展开图的绘制 以三相单层链绕组为例: 绘制方法第一步: 计算参数
极距每极每相槽数 第二步: 画槽划出24 根平行线段，表示电机的24 个槽，并在其上标明槽号 第三步: 分极将24个槽分成4极，每个极下6个槽，极距为6槽，每个极占有180度电角度，并标明磁极号 第四步: 分相带每个极分三相，每相为两个槽，每个槽占有30度电角度，并按相带排列顺序U1—W2—V1—U2—W1—V2标明相带 第五步: 标明电流参考方向假设某一瞬间电流从绕组的首端流入，尾端流出，根据同一个相带中有效边的电流参考方向相同，相邻相带有效边的电流参考方向相反，标明电流参考方向。 第六步: 画单个线圈U相绕组包括第1、2、7、8、13、14、19、20共八个槽四个线圈，从节省端部导线的角度考虑，应该选择最短节距y =5，故四个线圈为2和7、8和13、14和19、20和1.
高中物理-变压器教学设计 三维教学目标 1、知识与技能 （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。 2、过程与方法:在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。 3、情感态度与价值观 （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：探究变压比和匝数比的关系。 教学难点：探究变压比和匝数比的关系。 教学方法：实验探究法、阅读法、讲解法。 教学手段：学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡。 教学过程： （一）引入新课 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）进行新课 1、变压器的原理 思考与讨论：
按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。 问题1：两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个实验说明了什么？答：当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。 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。 变压器的结构示意图和符号，如下图所示： 互感现象时变压器工作的基础。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。所以，两个线圈并没有直接接触，通过互感现象，副线圈也能够输出电流。 问题2：变压器线圈两端的电压与匝数有何关系呢？下面我们通过实验来探究。
第三章变压器习题答 案
第三章变压器 一、填空： 1.变压器空载运行时功率因数很低，其原因为。 答：激磁回路的无功损耗比有功损耗大很多，空载时主要由激磁回路消耗功率。 2.变压器的副端是通过对原端进行作用的。 答：磁动势平衡和电磁感应作用。 3.引起变压器电压变化率变化的原因是。 答：负载电流的变化。 4.联接组号不同的变压器不能并联运行，是因为。 答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极大的环流，把变压器烧毁。 5.变压器副边的额定电压指。 答：原边为额定电压时副边的空载电压。 6.通过和实验可求取变压器的参数。 答：空载和短路。 7.变压器的结构参数包括，，，，。 答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变比。 8.在采用标幺制计算时，额定值的标幺值为。 答：1。 9.既和原边绕组交链又和副边绕组交链的磁通为，仅和一侧绕组交链的磁通为。答：主磁通，漏磁通。 10.变压器的一次和二次绕组中有一部分是公共绕组的变压器是。 答：自耦变压器。
11. 并联运行的变压器应满足（1） ，（2） ，（3） 的要求。 答：（1）各变压器的额定电压与电压比应相等；（2）各变压器的联结组号应相同；（3）各变压 器的短路阻抗的标幺值要相等，阻抗角要相同。 12. 变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。 答：可变损耗，不变损耗。 二、选择填空 1. 三相电力变压器带电阻电感性负载运行时，负载电流相同的条件下， cos 越高，则 。 A ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越高， B ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低， C ：副边电压变化率Δu 越大，效率η越低， D ：副边电压变化率Δu 越小，效率η越高。 答：D 2. 一台三相电力变压器N S =560kVA ，N N U U 21 =10000/400(v), D,y 接法，负载时忽略励磁电流， 低压边相电流为808.3A 时，则高压边的相电流为 。 A ： 808.3A ， B: 56A ， C: 18.67A ， D: 32.33A 。 答：C 3. 一台变比为k ＝１０的变压器，从低压侧作空载实验，求得副边的励磁阻抗标幺值为１６，那 末原边的励磁阻抗标幺值是 。 Ａ：１６, Ｂ：１６００,
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=2 1 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=2 1 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 （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。
《电机与变压器》第四版教材教案 XX市XX学校XX教研室 使用班级 XX级X班 XXX教室 绪论 一电机在电能产生、传输、转换中的作用 电能在产生、传输、使用上拥有诸多的优势，这个过程中，电机起了关键性的作用。电动机的作用是将电能转换为机械能。现代各种生产机械都广泛应用电动机来驱动。 二、电能的产生 发电机：其他形式的能转化为电能 ⑴火力发电：燃料的化学能→水和水蒸气的能 →发电机转子的机械能→电能 ⑵水力发电：水的机械能→水轮机的机械能 →发电机转子的机械能→电能 ⑶核能发电：核能→水和蒸汽的能 →发电机转子的机械能→电能 三、变压器在电能的传输中的作用 1.减小输电线电阻的方法来提高电能的传输效率，有色金属消耗大，安全系数低。 2.提高输电电压，有色金属消耗小，输电成本较低，安全系数高，故广泛使用。 四、电动机在电能的使用上的优点 三相异步电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪音低、寿命长、可靠性高、维护方便、启动转矩大等优点。 五、电机发展概况 蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后,19世纪末到20世纪上半叶电机又引发了第二次产业革命,使人类进入了电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命。 发展趋势：高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速。 第一单元变压器的分类、结构和原理 教学目的与要求：熟悉变压器的分类、结构、用途。掌握变压器工作原理，理解变压器空载试验和短路试验的目的、方法。 教学重点：变压器结构、原理、阻抗变换、外特性、损耗与效率。 教学难点：变压器原理分析、电压方程式、效率分析。 教学容与步骤： 课题一变压器的分类和用途 变压器是一种能够改变交流电压的设备。除了用于改变电压之外，变压器还用于变换交流电流、变换阻抗以及相位等。变压器的种类很多，分类方法也很多。电压在35kv及以下，容量在5～500kVA称为小型变压器，630～6300kVA称为中型变压器。 2.大型变压器。电压在110kV及以下，容量为8000～63000kVA的变压器。 3.特大型变压器。电压在220kV及以上，容量为3150kVA及以上的变压器。按用途可以把变压器分为 1.电力变压器：( 1)升压变压器（2）降压变压器（3）配电变压器（4）联络变压器。（5）厂用或所用变压器。 2.仪用变压器。诸如电流互感器、电压互感器，作为测量和保护装置。 3.电炉变压器。特点是输出电压低，限制短路状态下的工作电流。 4.试验变压器。特点是输出电压很高，可以高达100万伏，而电流很小，用于电气设备和绝缘材料的工频耐压试验。
第一篇 变压器 一、填空题： 1. 变压器工作原理的基础是 定律。 电磁感应 2. 变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组加 ，二次绕组的 电压。 额定电压，空载线（或开路线） 3. 在变压器中，同时和一次绕组、二次绕组相交链的磁通称为 ，仅和一侧绕组交链的磁通 称为 。 主磁通，漏磁通 4. 变压器磁场中的磁通按照性质和作用的不同，分为 和 ，主磁通的作用 是 ，漏磁通的作用是 。 主磁通，漏磁通，传递能量，产生漏电抗压降 5. 一台变压器的额定频率为60Hz ，现将它接到50Hz 的电网上运行，若电压和线圈匝数均不变，则铁心 中的磁通大约为原值的 倍。 1.2 6. ★一台额定频率为50Hz 的电力变压器接于60Hz 、电压为变压器6/5倍额定电压的电网上运行，此时 变压器磁路饱和程度______，励磁电流______，励磁电抗______，漏电抗______。 饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗增大，漏电抗增大。 7. 当变压器主磁通按正弦规律变化时，（考虑磁路的饱和）其空载电流波形为___________。 尖顶波 8. 变压器的变比为k ，如果将二次绕组折合到一次绕组，则2I '=& __________，2E '& =__________， 2 Z '=__________。 221I I k '=&&，22E kE '=&&，222Z k Z '= 9. 变压器等效电路中的X m 是对应于___________的电抗，R m 是表示________ ___的等效电阻。 主磁通，铁耗 10. 变压器额定电压下负载运行时，当负载电流增大时，铜耗将_ ；铁耗将 。 增大，不变 11. 三相变压器的联结组标号反映的是变压器高、低压侧对应 之间的相位关系。 线电动势（或线电压） 12. 两台变压器并联运行，第一台短路电压U K I =5%U N ，第二台短路电压U K II =7%U N ，负载时，第___________ 台变压器先达到满载。 一 13. 三相变压器理想并联运行的条件为___________________________，___________________________， __________________________________，其中必须满足的条件是_________ _______。 各变压器的变压比相等，联结组标号相同，短路阻抗的标幺值相等，联结组标号相同 14. 通过 和 实验可求取变压器的参数。 空载，短路 二、单项选择题： 1. 一台三相电力变压器S N =560KV A ，U 1N /U 2N =10000/400V ，Dy 接法，负载时忽略励磁电流，低压侧相
绪论 一、教学目标 1、了解电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、了解电机的发展概况 3、明确本课程的任务和要求 二、教学重点与难点 1、电机在电能产生、传输、转换中的作用 2、明确本课程的任务和要求 三、教学时间：1学时 四、教学过程及主要内容 一、电机在电能产生、传输、转换中的作用 一）电能是怎样产生的？ 一般情况下，水能、热能、核能等其他自然能源水水轮机、气轮机等原动机转动，再由原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。 二）变压器在电能的传输中有什么作用？ 1、减少输电线电阻 2、提高输电电压 三）电动机在电能的使用上有什么优点？ 二、电机发展概况 三、本课程的任务和要求 一）任务 1、掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识； 2、了解同步电动机和特种电动机； 二）要求 1、学习要理论联系实际 2、注重对电机故障的分析、判断和检修能力的培养 3、为生产实习课与解决实际技术问题奠定理论和技能基础 第一单元变压器的分类、结构和原理 课题一变压器的分类和用途 一、教学目标 1、学生掌握变压器的定义 2、学生了解变压器的用途和分类 二、教学重点与难点 变压器的用途和分类
三、教学时间：1学时 四、教学过程及主要内容 一、变压器的主要用途 变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。在电力系统中，专门用于升高电压和降低电压的变压器统称为电力变压器。 变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电，以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。 二、变压器的分类 变压器可以按照用途、绕组数目、相数、冷却方式、调压方式分类。 1、按照用途分，主要有电力变压器、调压变压器、仪用互感器（如测量用电流互感器和电压互感器）、供特殊电源用的变压器（如整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、脉冲变压器）。 2、按照绕组数目分，主要有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。 3、按照相数分，主要有单相变压器、三相变压器、多相变压器。 4、按照冷却方式分，主要有干式变压器、充气式变压器、油浸式变压器（按照冷却条件，又可细分为自冷、风冷、水冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷变压器）。 5、按照调压方式分，主要有无载调压变压器、有载调压变压器、自动调压变压器。容量大小：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 五、作业 变压器的分类方式有很多，按用途可以分为哪几种？ 课题二变压器的结构与冷却方式 一、教学目标 1、学生掌握变压器的基本结构 2、学生了解变压器的冷却方式 3、熟悉变压器的主要附件 二、教学重点与难点 1、变压器的基本结构 2、变压器的主要附件 三、教学时间4学时
单相电动机工作原理教案（详案） 三门职业中专何邦先 课程名称：《电机与变压器》（电类专业通用） 适用专业层次：中职电子专业所需课时数：2课时 教材分析 《电机与变压器》是一门纯理论的专业基础课，理论知识也相当的深奥，普遍认为是老师难教，学生难学，学生很容易失去这门的学习兴趣，但电机、变压器使用非常的普遍，特别是电动机工厂到处多是；不学又不行。没能打好基础，对后续专业课程的学习，对考证和就业都带来不良的影响。 学生分析 电机与变压器课程理论普遍具有抽象性，而我们中职类学生基础较薄弱，所以中职生在学习基础理论的过程就较吃力。同时班级同学学习能力参差不齐。 教学目标与价值观 认知目标：1、旋转磁场形成 2、单相电动机工作原理 技能目标：1、学会单相电动机三个接线端的判断 2、学会单相电动机的正确接线 情感目标：1、培养学生养成良好的理科思维； 2、培养学生动手能力。 教学重点
1、单相电动机的正确接线 2、电容器大小对风扇运行的影响 教学难点 旋转磁场形成 课前材料准备（每组） 单相风扇一台（三根线），万用表一个，电源引线一个，小一字十字螺丝刀各一把 教学方法 做中学，任务驱动法 教学活动 一、组织教学（约2分钟） (1) 师生致礼(2) 考勤登记、清点人数 二、导入新课（约1分钟） 老师：你们家有单相电动机吗？ 学生：不知道。 老师：那你们家有吊扇吗？ 学生：有（没有）。 老师：你家新买的吊扇或者把吊扇移动位置，你会接线吗？ 学生：不会。 老师：我们电气技术应用专业的学生这点小事该不该完成啊？有没有信心完成？ 学生：有。
老师：下面我们就进行吊扇电动机的试接线。 三、讲授新课（约60分钟） 任务一风扇电动机的试接线 1、观察器材：风扇三个接线孔，电源和电容器共四个接线头，怎 么办？ 老师：有些同学会想，学都没学过，怎么接啊?我告诉你，今天你必须得接，有些同学说：那我就乱接，没关系，你乱接好了；但是我先 要强调安全问题首先要注意人身安全，严防触电事故发生；其次要注意电路安全，不要出现短路事故，造成停电，所以电源的相线L 和零线N不能短接在一起。 2、开始接线（3-5分钟）（学生动手操作） 老师：只要接好的就请举手，结果怎样不要管。（叫一个学生） 老师：结果怎样？ 学生：有响声，但不转。 老师：不同结果请举手
《电机与变压器》第四版教材教案 ＸX市XX学校XX教研室 使用班级XX级X班XＸＸ教室 绪论 一电机在电能产生、传输、转换中的作用 电能在产生、传输、使用上拥有诸多的优势,这个过程中,电机起了关键性的作用。电动机的作用是将电能转换为机械能。现代各种生产机械都广泛应用电动机来驱动、 二、电能的产生 发电机:其她形式的能转化为电能 ⑴火力发电:燃料的化学能→水与水蒸气的内能 →发电机转子的机械能→电能 ⑵水力发电: 水的机械能→水轮机的机械能 →发电机转子的机械能→电能 ⑶核能发电: 核能→水与蒸汽的内能 →发电机转子的机械能→电能 三、变压器在电能的传输中的作用 1、减小输电线电阻的方法来提高电能的传输效率,有色金属消耗大,安全系数低。 2、提高输电电压,有色金属消耗小,输电成本较低,安全系数高,故广泛使用。 四、电动机在电能的使用上的优点 三相异步电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪音低、寿命长、可靠性高、维护方便、启动转矩大等优点。 五、电机发展概况 蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后,19世纪末到20世纪上半叶电机又引发了第二次产业革命,使人类进入了电气化时代、20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命。发展趋势:高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速。 第一单元变压器的分类、结构与原理 教学目的与要求:熟悉变压器的分类、结构、用途。掌握变压器工作原理,理解变压器空载试验与短路试验的目的、方法、 教学重点:变压器结构、原理、阻抗变换、外特性、损耗与效率。 教学难点:变压器原理分析、电压方程式、效率分析。 教学内容与步骤: ?课题一变压器的分类与用途 变压器是一种能够改变交流电压的设备。除了用于改变电压之外,变压器还用于变换交流电流、变换阻抗以及相位等。变压器的种类特不多,分类方法也特不多。电压在３5kv及以下,容量在5～500kＶＡ称为小型变压器,63０～６300kVA称为中型变压器。2、大型变压器、电压在１1０ｋV及以下,容量为８000～630００kVA的变压器、3、特大型变压器、电压在220kＶ及以上,容量为315０kVA及以上的变压器。按用途能够把变压器分为 1、电力变压器:( 1)升压变压器(2)降压变压器(3)配电变压器(4)联络变压器。(5)厂用或所用变压器。 2、仪用变压器。诸如电流互感器、电压互感器,作为测量与保护装置、 3、电炉变压器、特点是输出电压低,限制短路状态下的工作电流。 4、试验变压器。特点是输出电压特不高,能够高达100万伏,而电流特不小,用于电气设备与绝缘材料的工频耐压试验。 5、整流变压器、一次侧输入交流,二次侧输出直流。用于需要直流电源的情况。 6、调压变压器。有自耦式调压变压器、感应式调压变压器与移圈式调压变压器等。
课题：变压器的应用 课型：讲授 教学目的要求： 1、掌握变压器在电压变换方面的应用：自耦变压器、电压互感器。 2、掌握变压器在电流变换方面的应用：电流互感器、钳形电流表。 3、了解变压器阻抗变换方面的应用。 教学重点、难点： 教学重点：变压器的电压变换和电流变化及其应用。 教学难点：变压器空载运行和电压变换，负载运行与电流变换。 教学分析： 本次课通过对变压器空载运行时，原副线圈中感应电动势的分析得出变压器的变压比概念，然后具体分析利用电压变换原理的两种常用电器元件——自耦变压器及电压互感器的工作原理，最后通过例题巩固其知识点。电流变化及阻抗变换也基本采用这一模式来讲解相关内容。 复习、提问： 1、变压器工作原理是什么？ 2、变压器的额定值有哪些，其关系是怎样的？ 教学过程： 上节课讲述了变压器的工作原理和有关磁路方面的概念。今天我们来看看变压器有哪些应用。 一、空载运行和电压变换
原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 图1 变压器空载运行原理图
设原线圈匝数为N 1，副线圈匝数为N 2，磁通为Φ ，感应电动势为 t N E t N E ??=??=Φ Φ2 211 ， 由此得 2 1 21N N E E = 忽略线圈内阻得 K N N U U ==2 1 21 上式中K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。 如果N 1 < N 2，K < 1，电压上升，称为升压变压器。 如果N 1 > N 2，K >1，电压下降，称为降压变压器。 应用实例： 1、自耦变压器 实验室中常用的调压器就是一种可改变副绕组匝数的自耦变压器 (a)符号 (b)外形 (c)实际电路 图2 自耦变压器 原副边电压之比是： 2、电压互感器 (a) 构造 (b)接线图 图3 电压互感器
课题：变压器的应用 课型：讲授 教学目的要求： 1、掌握变压器在电压变换方面的应用：自耦变压器、电压互感器。 2、掌握变压器在电流变换方面的应用：电流互感器、钳形电流表。 3、了解变压器阻抗变换方面的应用。 教学重点、难点： 教学重点：变压器的电压变换和电流变化及其应用。 教学难点：变压器空载运行和电压变换，负载运行与电流变换。 教学分析： 本次课通过对变压器空载运行时，原副线圈中感应电动势的分析得出变压器的变压比概念，然后具体分析利用电压变换原理的两种常用电器元件——自耦变压器及电压互感器的工作原理，最后通过例题巩固其知识点。电流变化及阻抗变换也基本采用这一模式来讲解相关内容。 复习、提问： 1、变压器工作原理是什么？ 2、变压器的额定值有哪些，其关系是怎样的？ 教学过程： 上节课讲述了变压器的工作原理和有关磁路方面的概念。今天我们来看看变压器有哪些应用。 一、空载运行和电压变换 原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。 设原线圈匝数为N 1，副线圈匝数为N 2，磁通为?，感应电动势为 由此得2 1 2 1 N N E E = 忽略线圈内阻得 上式中K 称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。 如果N 1 如果N 1>N 2，K>1，电压下降，称为降压变压器。 应用实例： 1、自耦变压器 实验室中常用的调压器就是一种可改变副绕组匝数的自耦变压器 (a)符号(b)外形(c)实际电路 图2自耦变压器 原副边电压之比是： 2、电压互感器 电压互感器属于 仪用互感器的一种，它的优点是： ⑴使测量仪表与 高压电路分开，以保证工作安全。 ⑵扩大测量仪表的量程。 注意点： （1） 为了工作安全，电压互感器的铁壳及副绕组的一端都必须接 地，以防高、低压线圈绝缘损坏时，低压线圈和测量仪表对地产生一个高电压，危及工作人员的人身安全。 （2） 副线圈不允许短路。如果电压互感器的二次侧运行中短路， 二次线圈的阻抗大大减小，就会出现很大的短路电流，使副线圈因严重发热而烧毁。因此在运行中互感器不允许短路。一般电压互感器二次侧要用熔断器。只有35千伏及以下的互感器中，才在高压侧有熔断器其目的是当互感器发生短路时把它从高压电路中切断。 二、负载运行和电流变换 负载运行：变压器的原绕组接电压U1，副绕组接负载Z L 这种运行状态称为负载运行。 根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即P 1=P 2，由交流电功率的公式可得 (a)构造(b)接线图 图3电压互感器 物理教学之“悟理”的魅力 ——《变压器》教学案例分析 【案例背景】： 《高中物理课程标准》明确提出了“进一步提高科学素养，满足全体学生终生发展需求”，“课程实施要注重自主学习，提倡教学方式多样化”，“目标的达成要从知识和技能、过程与方法、情感、态度、价值观三维去考虑”。 《变压器》是电磁感应教学的进一步延伸，是传输交变电流的重要设备。反思多年的教学，并在新课程理念下对本节课尝试了新的教学方式，收到较好的效果。本文以《变压器》教学为例，通过比较变压器教学的两种设计，阐述新课程理念下物理规律课的教学应以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分调动学生学习的主动性；运用多种教学方式，达成三维教学目标。现将《变压器》一节的教学设计、新老教学方式的比较、反思与大家共鸣。 【案例描述】： 一、变压器教学设计： 教学的引入： ①如图在开关闭合的瞬间，判断B线圈中是否有感应电流？闭合稳定后和断 开瞬间线圈是否还有感应电流？ ②若把A中的电源换成交流电，情形会怎样？ ③如果在两个线圈中分别插入铁芯，则B线圈中电流比原来大还是小？ ④如果把铁芯闭合呢？ 每一设问，在理论分析的同时并用实验验证。最后一问实验中用小灯泡代替电流表进行演示，铁芯闭合后会明显感到电灯亮了许多。从而指明了铁芯的功能：是磁的通路。学生和教师在一起探索中分享收获知识的喜悦。变压器构造水到渠成。 （原先的教学中，往往先向学生介绍变压器的构造：两个线圈、一闭合的铁芯，再与学生说明铁芯在这里的作用，这样的教学使学生被动接受知识，而未能从学生最近的发展出发，运用已学的电磁感应原理，深化知识的理解，激发学生的思维，同时也未让学生自觉的参与到变压器构造的设计之中，这样教学就不能充分调动学生的学习兴趣。） 2、变压器工作原理 （1）从上面的教学中可知变压器的工作原理是什么？当变压器的原线圈接上交变电源后，副线圈两端为何会有电压而使小灯泡发光呢？ 学生通过对变压器工作时电磁关系的分析，得出变压器的工作原理是互感。 （2）从能的转化角度看，变压器是怎样进行能量的转化和能量的传输？用一台手摇发电机能使“3.8V0.3A”小灯泡正常发光，那能否让220V大灯泡正常工作呢？ 引导学生理解变压器中能量转化遵循“电能磁能电能”，明确变压器在变压的同时只能传递能量，而不能生成能量，深一步挖掘知识的内涵。 3、理想变压器的规律 在忽略铜损、铁损、磁通量损失的基础上得出理想变压器的概念，引导学生理解：①原、副线圈交变电压的频率相同；②原、副线圈的能量相同；③穿过原、副每一匝线圈的磁通量相同。 下面来探究原、副线圈两端电压的关系。 引导学生从理论上进行推导 穿过原、副每一匝线圈的Φ相同→磁通量变化量△Φ相同，则穿过每一匝线圈的磁通量的变化率相同物理教学之“悟理”的魅力 ——《变压器》教学案例分析
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