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隔离变压器的作用及工作原 理 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
隔离变压器的作用及工作原理 什么是隔离变压器 隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器，隔离变压器用以避免偶然同时触及带电体，变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。早期为欧洲国家用在电力行业，广泛用于电子工业或工矿企业、机床和机械设备中一般电路的控制电源、安全照明及指示灯的电源。 一次侧、二次侧绕组间有较高绝缘强度以隔离不同电位抑制共模干扰的专用变压器。隔离变压器的变比通常是1：1。 隔离变压器工作原理 隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1：1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。 隔离变压器不全是1：1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机，电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了安全维修彩电常用1比1的隔离变压器。隔离变压器是使用比较多的，在空调中也是使用的。 一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用，但在频率较高的情况下，两绕组之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的，但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰特性。 静电屏蔽就是在原、副绕组之间设置一片不闭合的铜片或非磁性导电纸，称为屏蔽层。铜片或非磁性导电纸用导线连接于外壳。有时为了取得更好的屏蔽效果，在整个变压器，还罩一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端子也加屏蔽，以防止其他外来的电磁干扰。这
变压器 [教案目标] 1、 了解变压器的构造与原理、理解变压器的电压关系与功率关系。 2、 用演示可拆变压器得到变压器变压规律。 3、 体验实验动手的乐趣，培养动手和观察能力。 [教案重点难点] 电压关系与功率关系的理解与应用 [教案过程] 一、变压器 变压器的构造: 原线圈 、副线圈 、铁芯 2．电路图中符号 二、变压器的工作原理 在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象 铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率 三、理想变压器的规律 理想变压器特点：（1）变压器铁芯内无漏磁（2）原、副线圈不计内阻 2、电压关系 （1）无论副线圈一端空载还是有负载都适用 （2）输出电压U 2由输入电压U 1和原、副线圈的匝数比共同决定 若n 1＞n 2，则U 1＞U 2为降压变压器 若n 1＜n 2，则U 1＜U 2 为升压变压器 3、功率关系P 入=P 出 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： （2）电流关系 根据P 入=P 出，I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3 2、U 、I 、P 的决定关系 一个确定的变压器，输出电压U 2由输入电压U 1决定 输入功率P 1由输出功率P 2决定，用多少电能就输入多少电能 若副线圈空载，输出电流为零，输出功率为零，则输入电流为零，输入功率也为零 21 21n n U U =2121n n U U =2121n n U U =3131n n U U =3232n n U U =
3、负载发生变化引起变压器电压、电流变化的判断方法 （1）先要由U 1/U 2=n 1/n 2，判断U 2变化情况 （2）判断负载电阻变大或变小 （3）由欧姆定律确定副线圈中的电流I 2的变化情况 （4）最后由P 入=P 出判断原线圈中电流I 1的变化情况 [例题] 例1：一台变压器原线圈输入380V 电压后，副线圈输出电压为19V ，若副线圈增加150匝，输出电压增加到38V ，则变压器原线圈的匝数为多少匝？ 例2、如图27—3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=4∶1，当导线AB 在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流表A 1的示数为12mA ，则电流表2的示数为（ ） A ．3mA B ．48mA C ．与R 的阻值有关 D ．0 例3.如图所示理想变压器原、副线圈的匝数比为N 1：N 2=2：1，原 线圈接220 V 交流电源，副线圈接额定功率为 20 W 的灯泡 L ，灯 泡正常发光．当电源电压降为180 V 时，求： （1）灯泡实际消耗的功率？ （2）此时灯泡中的电流是多少？ 例4.如图所示的理想变压器,输入电压U 1 =220伏，各线圈匝数 之比n 1 :n 2: n 3=10:5:1。R 2=110欧, 测得通过R 3的电流I 3 =2A 。 求：流经电阻R 2及初级线圈中的电流强度I 2 和I 1各为多少？ 例5.如图所示，一个理想变压器（可视为理想变压器）的原线 圈接在220V 的市电上，向额定电压为1.80×104V 的霓虹灯供电， 使它正常发光，为了安全，需要原线圈回路中接入熔断器，使 副线圈电路中电流超过12mA 时，溶丝便熔断. (1)溶丝的熔断电流是多大？ (2)当副线圈电路中电流为10mA 时，变压器的输入功率是多大？ [练习] 题 9
《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？
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．
变压器 一、素质教育目标 (一)知识教学点 1．了解变压器的构造及工作原理。 2．掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。 3．掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。 (二)能力训练点 1．通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯。 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能力。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)德育渗透点 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。 二、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 (1)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 (1)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。 三、课时安排 3课时 四、教具准备 可拆式变压器、投影交流电流表(2只)、投影交流电压表(2只)、导线若干 学生电源、小电珠(5只、2.5V，0.3A)、电键(4只) 五、学生活动设计 1．通过参与演示实验观察、数据处理、得出结论的全过程，使学生获得新知识。 2．通过提问引发学生思考，并应用学到的知识来解决实际问题。 4．通过练习掌握公式的应用及理解公式各物理量的含义。 六、教学过程 (一)明确目标 通过实验得出变压器工作规律并能运用解决实际问题。 (二)整体感知 这节内容承上启下，它是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用，体现出了交变电流的优点，为电能输送奠定了基础。 (三)重点、难点的学习与目标完成过程 1．引入新课 幻灯打出一组数据 从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同，可我们国家民用统一供电均为220V，那这些元件是如何正常工作的呢？
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。
环型变压器及其应用 环形变压器是电子变压器的一大类型，已广泛应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中，它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器在国外已有完整的系列，广泛应用于计算机、医疗设备、电讯、仪器和灯光照明等方面。 我国近十年来环形变压器从无到有，迄今为止已形成相当大的生产规模，除满足国内需求外，还大量出口。国内主要用于家电的音响设备和自控设备以及石英灯照明等方面。 环形变压器由于有优良的性能价格比，有良好的输出特性和抗干扰能力，因而它是一种有竞争力的电子变压器，本文拟就它的特点作一介绍。 2环形变压器的特点 环形变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片（片厚一般为0.35mm以下），无缝地卷制而成，这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。环形变压器的线圈均匀地绕在铁心上，线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合，与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25％，由此带来了下述一系列的优点。1）电效率高铁心无气隙，叠装系数可高达95％以上，铁心磁导率可取1.5～1.8T（叠片式铁心只能取1.2～1.4T），电效率高达95％以上，空载电流只有叠片式的10％。2）外形尺寸小，重量轻环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半，只要保持铁心截面积相等，环形变压器容易改变铁心的长、宽、高比例，可以设计出符合要求的外形尺寸。 3）磁干扰较小环形变压器铁心没有气隙，绕组均匀地绕在环形的铁心上，这种结构导致了漏磁小，电磁辐射也小，无需另加屏蔽都可以用到高灵敏度的电子设备上，例如应用在低电平放大器和医疗设备上。 4）振动噪声较小铁心没有气隙能减少铁心 表1加拿大PLITRON环形变压器外形尺寸及重量输出功率P2/V A变压器外径Dw/mm变压器高度h1/mm装配后高度h2/mm重量m/kg 85525300.25 156333370.35 307033380.45 508038450.9 809735391.00 1209543471.2 16011045501.8 22511050552.2 30011057622.6 50013563674.0 62514578835.0 75015080855.5 100016080856.3 1500200758011.7 环形变压器及其应用： 图1环形变压器外形图 感应振动的噪音，绕组均匀紧紧包住环形铁心，有效地减小磁致伸缩引起的“嗡嗡”声。5）运行温度低由于铁损可以做到1.1W/kg，铁损很小，铁心温升低，绕组在温度较低的铁心上散热情况良好，所以变压器温升低。 6）容易安装环形变压器只有中心一个安装螺杆，特别容易在电子设备中进行快速安装与拆卸。
《变压器》公开课教案 教学目标 一、知识目标 1．知道变压器的构造。理解互感现象，理解变压器的工作原理。 2．理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。 3．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器的工作原理，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。 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。 教学重点难点 变压器工作原理。 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。
教学过程 引入新课 [师]生产生活中使用的各种用电设备，需要的电压不是都一样的。家用电器用220V电压，机床动力用380V，照明灯用36V安全电压，电子管灯丝用6.3V 电压,电视显像管用1万多伏的电压,等等。在由统一的供电线路供电情况下,为了适应这些不同电压的需要,就要有一种改变电压的设备——变压器。这一节我们就要来了解一下变压器的构造及其工作原理等原理。 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。 [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
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
隔离变压器 1 隔离变压器工作原理 隔离是指变压器原副边绕线圈之间是电绝缘的。变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。隔离有很多种，对于低压常见的变压器主要是金属绕线圈外面敷上绝缘漆，然后原副边绕线圈绕在一闸铁心上组成一个变压器。这种变压器的绕线圈使用的导线很多人就叫其“漆包线”。原因就是那层绝缘漆。这时原副边就是靠那层漆绝缘的，即隔离的。 隔离变压器的原理与普通干式变压器相同，也是利用电磁感应原理，主要隔离一次电源回路，二次回路对地浮空，以保证用电安全。 现以单相双绕组变压器为例阐明其变压器的原理，如图所示：当一次侧绕组上加上电压U1时，流过电流I1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感到电势E1，E2，感到电势公式为： E=4.44fN?m 式中： E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值 当二次绕组与一次绕组匝数有差异，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压U1和U2大小也就不同。 当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流(I0)，这个电流称为励磁电流。当二次侧加负载流过负载电流I2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为励磁电流I0，一部分为用来平衡I2，所以这部分电流随着I2变化而变化。 一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用，但在频率较高的情况下，两绕组之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的，但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰性。 静电屏蔽就是在原、副绕组之间设置一片不闭合的铜片或非磁性导电纸，称为屏蔽层。铜片或非磁性导电纸用导线连接于外壳。有时为了取得更好的屏蔽效果，在整个变压器，还罩一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端子也加屏蔽，
关于王永元老师《变压器》公开课的评课 黑龙口中学白彦军 《变压器》是人教版高中物理选修3-2第五章第四节，是以电磁感应为核心，发电厂与生活用电联系桥梁，是高中物理的重点知识，本节课在电能的输送之前，既能巩固学生对电磁感应定律的理解，又为下一节电能的输送奠定基础，起到承上启下的作用。本节课作为公开课，不仅能够展示物理学科重点内容的教学特点，更关键的是体现了新课标倡导的“让学生通过探究获得知识并体会物理探究过程中所用的科学方法”。 王老师对本节课研究透彻、准备充分，整节课生动、流畅，师生互动和谐，不失为一节成功的公开课。下面就本节课从教学设计、实施过程、教学技能等方面作一简要评价。 教学设计方面 本节课设计完整、结构紧凑、逻辑严谨，教学三维目标明确，重点突出，并能够有效突破难点。在三维目标的达成上，王老师以实验为基础，通过设计实验、观察、测量、归纳得到原副线圈两端的电压与匝数的关系，实现了对学生实验设计能力、发散思维能力、概括能力和分析推理能力的培养，同时渗透物理学研究方法的教育，使学生认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的一种重要方法，突出了本节课的教学重点。在本节课难点（变压器的工作原理）的突破上，王老师通过旧课复习，通过对电磁感应定律、楞次定律、自感、互感等回顾，按照学生最近发展区层层递进，学生接受顺理成章，有效突破。
教学实施过程 在新课的引入中，王老师通过播放视频，观看实物激起了学生的学习兴趣，然后通过复习法拉第电磁感应定律，推到远副线圈的电压与匝数的关系，应用了自感的原理。整节课结构严谨，层次分明，“提出问题——猜测与假设——设计实验——分析论证——得到结论”探究环环相扣，让学生明白了“探究的科学过程”和“探究的科学方法”，学生学到的不仅仅是物理知识，更重要的是领会了科学探究的方法，真正培养了学生的探究精神和创新意识。 本节课在师生互动方面也做得不错，比如在做小实验时请学生上台，引导学生一起进行实验探究等，充分体现了学生的主体作用。 教学技能运用 王老师在本堂课运用了多种教学资源，包括视频、图片、实物展示、各种实验器材、传感器、电子白板、PPT等，尤其是电子白板和PPT娴熟运用，有效促进了教学序的展开、提高了课堂教学的有效性，充分展示了王老师很强的课堂教学技能。 如果说本堂课还有什么需要改正的地方，那就是在学生一起参与操作方面人数多一些，可以进一步加强师生的互动性。 2013年3月25日
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
隔离变压器的作用及工作原理 什么是隔离变压器 隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器，隔离变压器用以避免偶然 同时触及带电体，变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。早期为欧洲国家用在电 力行业，广泛用于电子工业或工矿企业、机床和机械设备中一般电路的控制电源、安全照 明及指示灯的电源。 一次侧、二次侧绕组间有较高绝缘强度以隔离不同电位抑制共模干扰的专用变压器。 隔离变压器的变比通常是1：1。 隔离变压器工作原理 隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压 器一般是指1：1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。 隔离变压器不全是1：1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机，电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了 安全维修彩电常用1比1的隔离变压器。隔离变压器是使用比较多的，在空调中也是使用的。 一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用，但在频率较高的情况下，两绕组 之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰，隔离变压器的原、副绕 组一般分置于不同的心柱上，以减小两者之间的电容；也有采用原、副绕组同心放置的， 但在绕组之间加置静电屏蔽，以获得高的抗干扰特性。 静电屏蔽就是在原、副绕组之间设置一片不闭合的铜片或非磁性导电纸，称为屏蔽层。铜片或非磁性导电纸用导线连接于外壳。有时为了取得更好的屏蔽效果，在整个变压器， 还罩一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端子也加屏蔽，以防止其他外来的电磁干扰。这样可
使原、副绕组之间主要只剩磁的耦合，而其间的等值分布电容可小于0.01pF，从而大大减小原、副绕组间的电容电流，有效地抑制来自电源以及其他电路的各种干扰。 隔离变压器的分类 普通隔离变压器由于一次侧、二次侧绕组之间没有直接的电气连接，故一般的电力变压器不论变比为多少都具有电位隔离的功能，而隔离变压器则可以隔离更高的电位差。它被广泛应用于交流电源线上、通信线上，隔离接地回路，有效抑制低频、音频范围内的共模干扰，但不能抑制差模干扰。信号与脉冲隔离变压器也广泛地应用在音频到视频范围，用于中断地环路，实现耦合交流、隔离直流成分、阻抗匹配等功能。由于隔离变压器的一次侧与二次侧之间存在分布电容，从而降低了接地回路阻抗。当由于某种原因，B点电位升高出现干扰电压en时，高频共模干扰可从一次侧耦合到二次侧。 屏蔽隔离变压器在隔离变压器的一次侧和二次侧之间插入一层金属屏蔽层，屏蔽层将一次侧与二次侧之间的电容分为两个，起到了屏蔽作用。如将金属屏蔽层与变压器接地端连接，则来自一次侧的共模干扰在到达二次侧前被屏蔽层阻抗旁路。如将金属层与变压器一次侧输入端（有调压抽头时接调压抽头或接地端和零线端）连接，来自一次侧的差模干扰在到达二次侧前也被屏蔽层短路。 双重屏蔽隔离变压器当一次侧同时出现共模和差模干扰时，将一层屏蔽层连接到一次侧以降低差模噪声，将另一层屏蔽层连接到共模干扰的基准面或地线上以降低共模噪声。隔离变压器外壳也被连接到安全地线上。屏蔽层的连接线必须短而可靠，否则在高频时，屏蔽效果明显降低。 三重屏蔽的隔离变压器当需要更高隔离要求的时候，可选用三重屏蔽的隔离变压器。三种不同屏蔽层的连接方法取决于变压器的安装方法以及接地条件。一般将变压器安装在设备机架的隔板或屏蔽室的隔墙上，并将机架接设备安全地线，输入电源安全地被断开加绝缘管保护。 对隔离变压器的要求在变电所、发电厂中电子设备使用的隔离变压器，应参照国家对设备的标准要求进行选择，电源用的隔离变压器应满足如下几项指标：①额定电压：220V
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
8.1节两种类型的稳压电路概述 教学目标：1、理解直流稳压电源的概念及两种稳压类型电路的特点。 2、掌握稳压电源组成及各部分作用。 教学重点：1、直流稳压电源的概念及其作用。 2、两种稳压类型电路的特点。 3、稳压电源组成，各部分作用 教学难点：1、稳压电路工作原理。 2、并联型稳压电路的缺点及解决办法 教学课时：1课时 教学方法：讲授法、启发式教学法 教学用具：学生电源、手机充电器、示教板 教学过程： 导课： [举例手机充电器、电源线] 老师：这个电子产品在我们的生活很常见，他的作用是什么呢？ 学生：给手机供电 老师：它的插头首先要接到什么地方才能工作呢？ 学生：市电插座上 老师：市电插座提供的是什么电？电压多大？ 学生：是220V交流电 日常生活中有很多的电子设备都是工作在直流电压下，比如：手机、LED台灯、随身听、手电筒、直流电机等；而我们家用的电网电压均为220的交流电压，这就需要将电网电压转换为用户所需要的直流电 手机的工作电压为5V的直流电，而手机充电器都是接在220V交流电的市电插座上 老师：随身听在携带时用两节干电池供电，说明它的工作电压是多少伏？是什么样的电流呢？交流还是直流？ 学生：3伏直流电 老师：那么这个随身听电源它为了给随身听供电，输出的电流是什么样的电流？学生：直流电 老师：电压呢？有没有220V那么高 学生：比较小（老师补充：而且充电电压要很稳定，否则会损伤随身听） 老师：通过刚才的思考，大家明白了随身听电源的功能是什么呢？ 是把市电的220V交流电转换成稳定的电压较小的直流电进行输出！ [举例实验室所用学生电源] 这个电子产品和我们刚才讲的随身听电源的功能差不多，它可以把220V交流电转换成电压稳定的直流电进行输出，并且在输入电压和所接负载发生变化时，仍能维持输出电压基本保持不变。这就是我们今天所要讲的内容： 一、直流稳压电源的概念 定义：直流稳压电源是一种当电网电压变化时，或者负载发生变化时，输出