变压器原理演示实验

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................. 第5章 三相变压器的联结组与不对称短路

原 理 简 述

1． 极性测定的依据

高、低压线圈之间的相电压相位决定于两个线圈的标号及其绕向，如图5-1示。若高、低压线圈的标号和绕向都相同（或都相反，图略），则高、低压侧的相电压同相，这时我们说两点同极性。若只有标号（或绕向，图略）反了，如图5-2，则相电压的相位相反，这时我们说两点不同极性。

2．三相绕组的联接方法

把三个单相绕组联成三相绕组将有好几种联法，其中最基本的形式有星形（或形）接法和三角形（D或形）接法两种，此外，还有曲折接法（或接法）。它们的绕组联接图和电压相量图如图5-3所示。

形联接方法的副方每相绕组有一中间抽头,将绕组分成为相等的两半，和、 和、和分别套在不同的铁芯柱上，把一个铁芯柱上的上半个绕组与另一铁芯柱上的下半个绕组反向串联，组成新的一相绕组后，再接成星形联接，其相量图每相相量连接线成曲折形，顾名思意称为曲折形（或形）接法。从电压相量图可见，相电压只有原来绕组的，就是说在相同的电压下绕组匝数增加到倍，增加了用铜量和损耗。但形联接的变压器能防止冲击波影响，运行在多雷雨地区可减少变压器雷击损耗。还常使用于某些整流变压器中以防止中性点位移，使三相电压接近平衡来提高整流.................

................. 效率。因此形接法近年来渐渐增多，国家标准GB1094-85中也被列为常用联结组之一。

图5-3 三相绕组联接的基本形式

（1）形联接法 （2）△形联接法 （3）形联接法

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图 5-4 △联接和联接的左行接法

在图5-4中画出了三角形接法和曲折形接法的另一种联接次序。我们把图5-3称右行接法，图5-4就称左行接法。由于联接次序不同，它们的线电压相位关系就不相同，这一点在下面的联结组别中应注意区别。

4 变压器教学设计(一)整体设计

教学分析

变压器是交变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，通过《交变电流》前两节的学习，对交变电流的特点也比较清楚，已经基本具备了学习变压器这一节内容的必备知识。本节重点是从电磁感应和能量的转化与守恒两种角度深刻理解变压器的工作原理以及探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系并能用它解决基本问题。对于变压器工作原理，要让学生在电磁感应理论的基础上理解什么是互感现象？为什么原、副线圈之间在没有载流导体连接的状态下，副线圈中还可以输出电流？使学生再次体会交变电流与恒定电流的区别，以及交变电流的优点。在解决有两个副线圈的变压器的问题时，不做统一的要求，不必急于去分析这类问题，对学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论。本节内容是电磁感应知识与交变电流概念的综合应用，承上启下，体现出了交变电流的优点，并为电能输送奠定了基础。

教学目标

1．了解变压器的构造及理解变压器的工作原理。

2．通过实验，探究变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系并能用它们解决基本问题。

3．了解理想化模型在物理学研究中的重要性。从探究“电压与匝数关系”全过程指导学生学习物理思想与方法。

4．了解变压器在生活中的应用。

教学重点难点

1．探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系并能用它解决基本问题。

2．从电磁感应和能量的转化与守恒两种角度理解变压器的工作原理。

教学方法与手段

演示、推理、实验探究法、合作学习法。

课前准备

教学媒体

1．教具：台式电脑、投影屏幕、实物投影仪；多媒体课件；可拆式变压器、学生电源、开关、小灯泡、导线、多用电表等。

2．学具：(分组用实验器材)可拆变压器、学生电源、开关、导线、多用电表等。

知识准备

复习电磁感应、法拉第电磁感应定律及交变电流的知识。

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《变压器》教学设计

设计者 吴锐芬 工作单位 深圳市育才中学

一、教学内容分析

变压器是人教版选择性必修2第三章第3节的内容，是本章的核心内容之一，在教材中起到了承上启下的作用，是对电磁感应内容和交变电流内容的应用，同时是电能的输送内容的基础。按照普通高中物理课程标准（2017年版）的要求，本节任务是让学生通过实验，探究变压器电压与匝数的关系。本节用控制变量法探究安培力方向以及大小时，涵盖了科学探究的基本要素，有助于培养学生的物理学科核心素养。

二、学生情况分析

1.知识基础：学生通过前面的学习已经掌握了感应电流的产生条件、法拉第电磁感应定律，并且了解了直流电和交流电的区别。

2.能力水平：学生基本掌握了研究物理问题的基本过程，掌握了控制变量法，会进行分组探究实验。

三、教学目标

（一）从核心素养角度阐述：

1. 物理观念：

（1）知道变压器的构造及几种常见的变压器

（2）理解变压器的工作原理

（3）理解并熟练应用理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系。

2. 科学思维：

（4）通过探究理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，电流与匝数的关系，培养学生科学推理、科学论证等思维能力。

（5）通过将实际变压器抽象出理想变压器的过程，让学生了解理想化模型在物理学研究中的重要性。

（6）通过判断220V转12V电源变压器的原线圈和副线圈的过程，让学生在解决实际问题中学会理论联系实际。

3. 科学探究：

（7）探究理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系；

（8）探究理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系；

4. 科学态度与责任：

（9）通过让学生经历猜想、实验探究、分析、改进再进行理论严密推导的过程，培养学生实事求是的科学观和严谨的科学态度。

（10）通过对变压器的能量转化和损耗的分析，培养学生保护环境，节约能源的意识。

（11）培养学生与人合作交流，共同完成任务的能力。

(二) 依据布卢姆教育目标分类理论进行阐述和分析：

3.3变压器教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

授课内容 授课时数

授课班级 授课人数

授课地点 授课时间

教材分析

本节课的教学内容选自2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册的“3.3变压器”章节。该章节主要介绍了变压器的基本原理、构造、种类及应用。通过本节课的学习，学生应掌握变压器的原理及其在实际生活中的应用，培养学生的物理思维能力和实际问题解决能力。

教学目标：

1. 理解变压器的原理和构造，掌握变压器的工作原理及特点。

2. 学会分析变压器的工作过程，能运用变压器原理解决实际问题。

3. 培养学生的动手操作能力和团队合作精神。

教学重点与难点：

重点：变压器的原理、构造及应用。

难点：变压器的工作原理及其在实际问题中的运用。

教学方法：

1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生通过探究、讨论来解决问题。

2. 利用实验、动画等直观教学手段，帮助学生形象地理解变压器的原理和构造。

3. 结合实际案例，让学生感受变压器在生活中的应用，提高学生的学习兴趣。

教学过程：

1. 导入：通过生活实例引入变压器的话题，激发学生的学习兴趣。

2. 基础知识讲解：介绍变压器的原理、构造和种类。

3. 实验演示：进行变压器实验，让学生直观地观察变压器的工作过程。

4. 案例分析：分析实际生活中的变压器应用，如电力系统中的变压器、电子设备中的变压器等。

5. 拓展延伸：探讨变压器在现代科技领域中的应用和发展前景。

6. 课堂小结：总结本节课的主要内容，强调变压器的重要性和应用价值。

7. 作业布置：布置一些有关变压器的练习题，巩固所学知识。

教学反思：

课后，教师应认真反思本节课的教学效果，针对学生的掌握情况，调整教学策略，以提高教学效果。同时，关注学生的学习兴趣和需求，不断改进教学方法，使学生在轻松愉快的氛围中学习物理。