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第6节变_压_器1.变压器由闭合铁芯和原、副线圈构成,它的工作原理是电磁感应.2．理想变压器是忽略漏磁、原副线圈的电阻及变压器本身其他一切能量损耗的变压器.3．理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系为错误!＝错误!;电流与匝数的关系为错误!＝错误!.4．电压互感器是一种降压变压器，它的主要作用是把高电压降为便于测量的低电压，应并联在被测电路上；而电流互感器是一种升压变压器，它的主要作用是把大电流变成小电流，应串联在被测电路中.一、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。
61所示。
图2。
61(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，就会有交流电通过。
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．实验探究(1）实验目的:探究变压器原、副线圈匝数与电压的关系。
(2）实验器材：原线圈、副线圈、变压器铁芯。
（3）实验过程：如图2。
6。
2所示，连接好电路.可先保持原线圈的匝数不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响，然后再保持副线圈匝数不变,研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。
为了人身安全，只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 V。
图2。
6。
2(4)实验结论：理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比。
即错误!＝错误!。
2．升压变压器与降压变压器（1)升压变压器：当n2>n1时，U2>U1，变压器使电压升高。
(2)降压变压器:当n2<n1时，U2<U1，变压器使电压降低。
三、电流与匝数的关系1．能量关系对理想变压器，时间t内输入端输入的电能等于从输出端输出的电能，故有：I1U1t＝I2U2t.2．电流关系错误!＝错误!。
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？出示已拆录音机，指出变压器。
课题变压器授课班级二年二班授课时间课型新授课教法讲授探究实验法教具教学目标①知道变压器的构造。
②理解变压器的工作原理。
③通过实验，探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系。
④理解理想变压器电流与匝数的关系。
⑤了解变压器在生活中的应用。
重点难点教学重点：理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系教学难点：探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系的实验及数据分析。
教学过程教学内容教学设计时间分配组织教学导入新课师生问好家庭电路的工作电压是220v，很多用电器要想正常工作，工作电压需要用变压器调整。
多媒体展示本节课的教学目标。
一、变压器的构造出示图片，介绍变压器的外形和构造名称和示意图及在电路图中的符号。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理是利用了互感现象，用设疑引导学生得出变压器是改变交流电压的设备。
三、理想变压器的变压规律实验：探究变压器原副线圈两端电压的关系以及与线圈匝数的关系理论推导理想变压器的变压规律。
原、副线圈中产生的感应电动势分别是：E1=n1∆Φ/ ∆t E2=n2∆Φ/ ∆t提高学生注意力多媒体展示一份用电器的额定工作电压的材料。
检查学生预习情况由学生说出各部分构造及名称、符号。
出示演示实验电路图，看现象，引导学生用所学知识分析。
引导学生结合变压器的工作原理探究输出电压与什么因素有关，引导学生用控制变量法设计实验思路，安排实验步骤，多媒体演示实验，看现象，引导学生分析实验数据。
约2分约10分6分。
《变压器》教案一、设计思路指导思想：变压器的工作原理是本章的重点内容，是高考命题率较高的知识点。
本节通过实验探究来说明这一观点。
在教学过程建立理想化模型——理想变压器，利用分组实验探究从而推出变压器变压规律，抓住能量守衡使学生展开讨论，推出电流与匝数关系，培养学生的表达能力和逻辑思维能力，教学联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。
设计理念：本节课的设计主要突出三案六环节理念，强调把课堂还给学生，提高学习效率。
学生在教师的组织协调下，分析、思考、小组讨论和实验探究，归纳总结规律，促进了学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考；通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。
教材分析：1、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有关．这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了．2、在分析变压器的原理时，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．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．3、教材要求学生探究实验得出变压器的变压规律，做好探究性实验是本节教学的关键。
是突破本节课教学难点和重点的关键。
为了培养学生根据实验研究物理规律的能力，采用分组实验得出变压器的输入、输出电压及原、副线圈匝数的关系。
4、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。
1.什么是主磁通？什么是漏磁通？答：链着励磁绕组和电枢绕组、经过气隙在电机主磁路中形成闭合磁路的磁通是主磁通；只链着励磁绕组或电枢绕组的磁通是漏磁通，它不穿过气隙。
2.变压器并联运行时，希望满足哪些理想条件?如何达到理想的并联运行? 答：理想的并联应能满足下列条件：(1)空载时，并联的变压器之间没有环流。
(2)负载时，能够按照各变压器的容量合理地分担负载； (3)负载时各变压器所分担的电流应为同相。
要达到理想并联运行，各台并联运行的变压器应满足： (1)各变压器的额定电压与电压比应当相等。
(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。
3.变压器的主要额定值有哪些?一台单相变压器的额定电压为220／110V ，额定频率为50Hz ，试说明其意义．若这台变压器的额定电流为4.55／9.1A ，问在什么情况下称其运行在额定状态?答：变压器的主要额定值有：(1)额定视在功率或称额定容量N S (kV A)；(2)额定线电压12/(V)N n U U k ；(3)额定线电流12/(A)N n I I ；(4)额定频率(Hz)N f ．一台单相交比器的额定电压为220／110V ，额定额率为50Hz ，这说明：(1)该变压器高压绕组若接在50Hz 、220V 电源上，则低压绕组空载电压为110V ，是降压变压器；(2)若该变压器低压绕组接在50Hz 、220V 电源上，则高压绕组空载电压为220V ，是升压变压器．当这台变压器加负载，使高压绕组电流为4.55A 、低压绕组电流为9.1A 时，称其运行在额定状态．4. 变压器的电抗参数m X ，1X σ，2X σ各与什么磁通相对应?说明这些参数的物理意义以及它们的区别，从而分析它们的数值在空载试验、短路试验和正常负载运行时是否相等．答：励磁电抗m X 对应于主磁通，主磁通所走的磁路是闭合铁心．其磁阻很小，而电抗与磁阻成反比，因此m X 的值很大．此外，铁心的磁导率不是一个常数，它随磁通密度的增加而变小．磁阻与磁导率成反比，所以励磁电抗和铁心磁导率成正比．由于短路试验时电压低、主磁通小，而空载试验时加额定电压、主磁通大，所以短路试验时励磁电抗比空载试验时的励磁电抗大．正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同，即负载运行时的励磁电抗和空载试验时的基本相等．一次绕组漏电抗1X σ与二次绕组漏电抗2X σ分别对应于一次绕组漏磁通和二次绕组漏磁通，漏磁通要走空气磁路而闭合，磁路的磁阻很大，冈此1X σ和2X σ就很小．因为空气的磁导率为常数，所以1X σ和2X σ为常数，即在空载试验、短路试验及正常负载运行时，它们的数值都相等．5.变压器的简化等效电路与T 型等效电路相比，忽略了什么量?这两种等效电路各适用于什么场合?答：简化等效电路是在将T 型等效电路中的励磁阻抗||m Z 视为无穷大时得到的，也就是在励磁电流0/m m I E Z =-=，即忽略丁励磁电流0I 的情况下得到的．T 型等效电路适合一次绕组加交流额定电压时各种运行情况，而简化等效电路只适合变压器负载运行时计算一、二次电流和二次电压的场合，例如计算电压调整率和并联运行时负载分配等． 6.变压器做空载和短路试验时，从电源输入的有功功率丰要消耗在什么地方?在一、二次侧分别做同一试验，测得的输入功率相同吗?为什么?答：空载试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铁损耗．短路试验时，从电源输入的有功功率的消耗主要是铜损托．在一、二次侧分别做空载试验，只要都加额定电压．由于12N N U kU =，这两种情况下铁心中主磁通是相等的；1212221112/4.444.444.444.44N N N N m U k U N N U U f N f N f N f N Φ====所以铁损耗相等，即电源输入功率相同．由于短路试验时所加电压很低，铁心中主磁通很小，铁损耗可忽略不计，因此，在一、二次侧分别做短路试验时，只要都加额定电流，这两种情况的铜损耗就相等，即电源输入功率相等．7.两台变比相同的三相变压器，一次额定电压也相同、联结组标号分别为Yyn0和Yyn8，能否想法使它们并联运行?答：能．只要将Yyn8变压器的二次绕组标志a ，b ，c 分别改为c ，a ，b 即可，因为这时已改为Yyn0的变压器了．8.一台单相变压器的额定容量为3200kVA N S =，电压为35／10.5kV ，一、二次绕组分别为星形、三角形联结，求：(1)这台变压器一、二次侧的额定线电压、相电压及额定线电流、相电流； (2)若负载的功率因数为0. 85(滞后)，则这台变压器额定运行时能带多少有功负载，输出的无功功率又是多少?解：(1)一次额定线电压 135(k V )N U = 一次额定相电压120.2(kV)N U φ=== 一次额定线电流152.8(A)N I === 一次额定相电流 1152.8(A)N N I I φ== 二次额定线电压 210.5(k V )N U = 二次额定相电压 2210.5(kV)N N U U φ== 二次额定线电流2176(A)N I === 二次额定相电流2101.6(A )N I φ== (2)能带有功负载为c o s 32000.852720N P S ϕ==⨯= 输出无功功率为s i n32000.5271686N Q S ϕ==⨯= 9.某台单相变压器的N 100kVA S =，220V /3300U /U 2N 1N =，10.45R =Ω，1 2.96X σ=Ω，20.0019R =Ω，20.0137X σ=Ω。
第二章 变压器2-1 什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。
由感应电动势公式Φ=1144.4fN E 可知，空载或负载情况下11E U ≈，主磁通的大小取决于外加电压1U 、频率f 和绕组匝数1N 。
2-2 一台50Hz 的变压器接到60Hz 的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化答：（1）额定电压不变，则'1'11144.444.4Φ=Φ=≈N f fN E U N又5060'=f f ⇒6050'=ΦΦ， 即Φ=Φ5'磁通降低，此时可认为磁路为线性的，磁阻sl R m μ=不变，励磁磁势m m R N I Φ=⋅1，∴m m I I 65'=； （2）铁耗：βαf B p m Fe ∝，βα> 铁耗稍有减小；（3）σσσπ11''1562x L f x =⋅=， σσσπ22''2562x L f x =⋅= 2-3 在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？ 答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压21E E ≠、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；归算原则：保持归算前后副边的磁动势不变。
2-4 利用T 型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否为实际值，为什么？答：一次侧没有经过归算，所以为实际值；二次侧电压、电流不是实际值，因为归算前后绕组匝数不同，但损耗、功率为实际值。
2-5 变压器的激磁阻抗和等效漏阻抗如何测定？答：激磁阻抗由空载试验测量；等效漏阻抗由短路试验测量。
（具体测量方法略）2-14 有一台三相变压器，额定容量kKA S N 5000=，额定电压kV kV U U N N 3.61021=，Y ,d 联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。
可编辑修改精选全文完整版变压器习题答案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、填空题1．变压器是一种能变换_交流__电压，而____频率___不变的静止电气设备。
2．变压器的种类很多，按相数分，可分为单相和三相变压器；按冷却方式分，可分为__油浸_风冷式、自冷式和__干式___变压器。
3．电力系统中使用的电力变压器，可分为__升压__变压器、___降压____变压器和__配电_____变压器。
二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1．在电路中所需的各种直流电，可以通过变压器来获得。
(× )2．变压器的基本工作原理是电流的磁效应。
(× )三、简答题1．为什么要高压送电?在传输功率一定时，升高输电电压就可以降低输电电流，这样就可以减小输电线路上的损耗。
2．变压器能改变直流电压吗?不能如果接上直流电压会发生什么现象?副边无输出，原边或电源将会烧毁。
为什么?接直流电源时，铁芯中产生稳恒磁场，原、副边都不会产生感生电动势。
课题二变压器的结构与冷却方式一、填空题1．变压器的绕组常用绝缘铜线或铜箔绕制而成。
接电源的绕组称为____一次侧___；接负载的绕组称为__二次侧____。
也可按绕组所接电压高低分为___高压绕组____和___低压绕组____。
按绕组绕制的方式不同，可分为同心绕组和交叠绕组两大类型。
’2．变压器的铁心常用__硅钢片_____叠装而成，因线圈位置不同，可分为___芯式____和__壳式___两大类。
3．气体继电器装在____油枕___ 与___油箱____之间的管道中，当变压器发生故障时，气体继电器就会过热而使油分解产生气体。
4．绝缘套管穿过___油箱盖____，将油箱中变压器绕组的___输入、输出线____从箱内引到箱外与__电网_____相接。
5．绝缘套管由外部的__瓷套_____和中间的___导电杆____组成。
对它的要求主要是____绝缘性能___和____密封性能___要好。
第一章 ;第二章变压器基本工作原理和结构1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有 dt d N e 011φ-=, dtd Ne 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1, U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。
1-2 (试)从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化 答：由dt d N e 011φ-=, dtd Ne 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。
又U 1 E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以1122N U N U =将增大。
或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。
]1-3 (试)变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗为什么答：不会。
因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。
为了铁心损耗，采用厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。
1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
5.4变压器学案（含答案）4变压器变压器学科素养与目标要求物理观念1.了解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，并能运用电磁感应的规律进行解释.科学思维1.理想化方法构建变压器模型.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系，并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原.副线圈的电流关系.科学探究了解探究变压器线圈两端电压与匝数关系的实验方法，经历探究过程，分析现象得出探究结果.一.变压器的原理1.构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫原线圈，与负载连接的线圈叫副线圈.2.原理互感现象是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小.方向不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势.二.电压与匝数的关系1.理想变压器没有能量损失的变压器叫做理想变压器，它是一个理想化模型.2.电压与匝数的关系原.副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即U1U2n1n2.3.理想变压器原.副线圈功率关系P1P2填“”“”或“”.4.两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器.1.判断下列说法的正误.1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.2输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高.3我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失.4理想变压器不能改变交变电流的频率.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________.答案250V50kW5A解析由U1U2n1n2，得U2U1n2n110103140V250V；由理想变压器功率关系，得P入P出U1I1U2I2250200W50kW，同时得I1U2I2U125020010103A5A.一.变压器的原理及电压与匝数的关系如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈原线圈通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈副线圈连到小灯泡上.连接电路，接通电源，小灯泡能发光.1两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光2小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗如果不相等，与什么因素有关3若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗为什么答案1当左边线圈接上交流电源时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右边线圈中会产生感应电动势，右边线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.2左.右线圈中每一圈上磁通量的变化率t都相同，若左边线圈匝数为n1，则U1E1n1t.若右边匝数为n2，则U2E2n2t，故有E1E2n1n2；若忽略左边线圈的电阻，则有U1U电源，这样看来只要n1n2，小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等.小灯泡两端的电压，即副线圈两端的电压与原.副线圈匝数比有关.3不发光，因为无法在副线圈中产生感应电动势.1.变压器的原理是互感现象.当原线圈接交变电压时，在铁芯中产生周期性变化的磁场，在副线圈中会产生感应电动势，由于原.副线圈绕在同一个闭合铁芯上，所以穿过每一匝线圈的磁通量的变化率相等，但由于原.副线圈匝数不同，故电压不同.说明1变压器能改变交变电压.交变电流，但不能改变恒定电压.恒定电流.2变压器原.副线圈中交流电的频率相等，即变压器不改变交流电的频率.2.变压器原.副线圈中电压关系1只有一个副线圈U1U2n1n22有多个副线圈U1n1U2n2U3n3例1多选如图1所示的理想变压器，原.副线圈的匝数比n1n212，U12202sintV，n11100匝，以下说法中正确的是图1A.穿过原.副线圈的磁通量的变化率之比为12B.穿过原.副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为25VC.原.副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2VD.原.副线圈电压的最大值之比为12答案BCD解析对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线圈的磁通量大小相等，磁通量的变化率相同，A错误.根据E1n1t得磁通量的变化率的最大值为每一匝线圈产生的电动势的最大值，即tmax22021100V25V，所以每一匝产生的电动势的有效值为0.2V，B.C正确.由于匝数比为12，所以原.副线圈电压最大值之比也为12，D正确.二.理想变压器原.副线圈的功率关系和电流关系阅读教材回答下列三个问题1什么是理想变压器理想变压器原.副线圈中的功率有什么关系2根据能量守恒推导只有一个副线圈时原.副线圈中的电流与匝数的关系.3根据能量守恒推导有多个副线圈时原.副线圈中的电流与匝数的关系.答案1理想变压器的理想化条件一般指的是忽略原.副线圈内阻上的分压，忽略原.副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗.所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入P出.2由能量守恒有P入P出，即U1I1U2I2.所以I1I2U2U1n2n1.3若有多个副线圈，则P1P2P3，即U1I1U2I2U3I3将U1U2U3n1n2n3代入得n1I1n2I2n3I31.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P入P出.2.电流关系1只有一个副线圈时，由U1I1U2I2，得n1I1n2I2，即I1I2n2n1.2当有多个副线圈时，由I1U1I2U2I3U3得n1I1n2I2n3I3.例2多选如图2所示，一理想变压器的原线圈匝数为n11100匝，接电压U1220V的交变电流，副线圈接“20V10W”的灯泡，灯泡正常发光，可知图2A.副线圈的匝数n2200匝B.副线圈中的电流I20.5AC.原线圈中的输入功率为10WD.原线圈中的电流I10.1A答案BC解析由于理想变压器原.副线圈两端的电压比U1U2n1n2，则副线圈匝数n2100匝，A错误；理想变压器的原.副线圈的功率相等，所以原线圈的输入功率为10W，C正确；由功率PUI可得副线圈中的电流I20.5A，原线圈中的电流I1n2n1I20.045A，B正确，D错误.三.自耦变压器和互感器1.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图3所示.图32.互感器交流电压表和交流电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流.互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器.1电压互感器实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压如图4所示.电压互感器应并联接入电路.2电流互感器实质是升压变压器，可以把大电流变成小电流如图5所示.电流互感器应串联接入电路.图4图5例3多选图6甲.乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是图6A.线圈匝数n1n2，n3n2，n3n4C.甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D.乙图中的电表是电流表，输出端不可断路答案CD解析题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3U1，U2降低B.U2U1，U2升高C.U2U1，U2降低D.U2n2知U2U1；滑动触头从M点顺时针旋转至N点过程，n2减小，n1不变，U1不变，则U2降低，C项正确.四.理想变压器的动态分析1.电压.电流.功率的制约关系1电压制约当变压器原.副线圈的匝数比n1n2一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2n2U1n1.2功率制约P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0.3电流制约当变压器原.副线圈的匝数比n1n2一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1n2I2n1只有一个副线圈时.2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况1原.副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是RI2P出P入I1.2负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1.n2U2I2P出P入I1.例5多选xx孝感市八校联盟高二下学期期末联考理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图8所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片.原线圈两端接在电压为U 的交流电源上.则图8A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小答案AC解析在原.副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定.因此Q位置不变时，输出电压不变，此时P向上滑动，副线圈电路总电阻增大，则输出电流减小，输入电流也减小，故电流表的读数变小，故A正确，B错误.P位置不变，将Q 向上滑动，则输出电压变大，输出电流变大，输入电流也变大，则电流表的读数变大，故C正确，D错误.针对训练xx三明市高二下学期期末联考如图9所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是图9A.副线圈两端M.N的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻R上的电压减小C.通过灯泡L1的电流增大D.原线圈中的电流增大答案D解析输入电压和匝数比不变，由U1U2n1n2知副线圈的输出电压不变，A错误；当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，B.C错误；由I1I2n2n1知，电流I2变大，则I1变大，D正确.学科素养通过改变原.副线圈的匝数.滑动变阻器滑片的位置.开关闭合等方式分析理想变压器的动态问题，使学生进一步熟练掌握理想变压器的原理，熟练掌握理想变压器原.副线圈中的电压.电流.功率关系U1U2n1n2，I1I2n2n1一组副线圈，P1P2，及U1决定U2.I2决定I1.P2决定P1等制约关系，培养了学生的综合分析能力，较好地体现了“科学思维”的学科素养.1.变压器的工作原理关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B.穿过原.副线圈的磁通量在任何时候都不相等C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈答案C解析通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原.副线圈通过磁场联系在一起，故D错误.2.理想变压器基本关系的应用如图10所示，理想变压器原.副线圈匝数比n1n221，和均为理想电表，灯泡电阻RL6，AB两端电压u1122sin100tV.下列说法正确的是图10A.电流频率为100HzB.的读数为24VC.的读数为0.5AD.变压器输入功率为6W答案D解析根据u1122sin100tV及UUm2知U112V，f250Hz，选项A错误；根据U1U2n1n2得U2n2n1U11212V6V，即的读数为6V，选项B错误；又I2U2RL66A1A，即的读数为1A，选项C错误；根据P入P出及P出U22RL626W6W，选项D正确.3.互感器多选如图11所示，L1.L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原.副线圈匝数比为1001，乙图中原.副线圈匝数比为110，则图11A.甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB.甲图是电流互感器，输电电流是100AC.乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VD.图示高压输送电路输入的总功率为2.2103kW答案AD解析题图甲中的原线圈并联在电路中，是电压互感器，电表是电压表，故B错误；根据U1U2n1n2，有U1n1n2U21001220V22000V，故A正确；题图乙中的原线圈串联在电路中，是电流互感器，电表是电流表，故C错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I1I2n4n3，有I1n4n3I210110A100A，根据PUI得输入的总功率PU1I122000100W2.2103kW，故D正确.4.理想变压器的动态分析xx天津卷如图12所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.下列说法正确的是图12A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大答案B 解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表A1示数变大，选项D错误.第 11 页共 11 页。
1 / 3变压器习题课一．自主学习1.关于变压器物理量的三对重要关系（原线圈：匝数n 1，电压U 1，功率P 1，电流I 1；副线圈：匝数n 2、 n 3，电压U 2 、U 3，功率P 2、P 3，电流I 2、I 3）2．“变压器的动态分析”思路二、尝试体验1．如图所示，理想变压器两个线圈都接有负载正常工作时，如下关系正确的是( ) A.U 1：U 3＝n 1：n 3，U 2：U 3＝n 2：n 3 B.I 1：I 2＝n 2：n 1，I 1：I 3＝n 3：n 1C.I 1n 1＝I 2n 2+I 3n 3D.U 1I 1＝U 2I 2+U 3I 32．如图理想变压器有两个副线圈，原线圈1接220V ，副线圈2的匝数为30匝，两端并有“12v 、12W ”的灯泡L 正常发光，副线圈3的输出电压为110V,两端并有电阻R ，通过R 的电流为0.4A ，求： (1) 副线圈3的匝数n 3 (2) 原线圈１的匝数n 1和通过它的电流I 13．如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始时，电键K 断开.当K 接通时，以下说法中正确的是（ ） A.副线圈的两端M 、N 的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大 C.通过灯泡L 1的电流减小 D.原线圈中的电流增大R2 32 / 3三、领悟整合4．如图所示的理想变压器有两个副线圈，各自分别接有“6V ，6W ”和“12V ，12W ”的灯泡，在原线圈两端加上220V 的交流电压时，两灯泡均正常发光，求： （1）两副线圈的匝数比n 1∶n 2（2）原线圈中的输入电流I5．如图所示，已知n 1∶n 2=4∶3,R 2=100 Ω,变压器没有功率损耗，在原线圈上加上交流电压U 1=40sin100πtV ,则R 2上的发热功率是________W.若R 3=25 Ω,发热功率与R 2一样，则流过原线圈的电流I 1和流过R 3的电流I 3之比为_______6．如图所示为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1A.保持U 1及P 的位置不变，K 由a 合到b 时，I 1将增大B.保持P 的位置及U 1不变，K 由b 合到a 时，R 消耗的功率减小C.保持U 1不变，K 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D.保持P 的位置不变，K 合在a 处时，若U 1增大，I 1将增大7．如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U 1＝3300V ，副线圈的输出电压U 2＝220V ，绕过铁芯的导线所接的电压表示数U 0＝2V ，则（1）原线圈的匝数是多少？ （2）当s 断开时，A 2的示数I 2＝5A ，则A 1的示数？ （3）当s 闭合时，A 2的示数将如何变化？A 1的示数将如何变化？四、开放探究8．在下图中，理想变压器输入电压一定，两副线圈匝数分别为n 2和n 3，把一个电热器接在a 、b 间，让c 、d 空载时，电流表读数为I ，把该电热器接在c 、d 间，让a 、b 空载时，电流表示数为I ′，则I ∶I ′的值是______________。
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。
课前收集变压器或拍摄变压器的照片、网上下载的图片。
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。
1.26. ★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 '& =__________，2Z '=__________。
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，低压侧相电流为808.3A 时，则高压侧的相电流为 。
（3）（1）808.3A ； （2）56A ； （3）18.67A2. 三相变压器一次侧的额定电流为 。
（1）（1）1N I =； （2）1N I =； （3）11N N N S I U =； （4）113N N N S I U = 3. 三相变压器二次侧的额定电压是指一次侧加额定电压时二次侧的 。
（1）（1）空载线电压； （2）空载相电压； （3）额定负载时的线电压4. 升压变压器，一次绕组的每匝电动势 二次绕组的每匝电动势。
（3）（1）等于； （2）大于； （3）小于5. 三相变压器的变比是指 之比。
（1）（1）一、二次侧相电动势； （2）一、二次侧线电动势； （3）一、二次侧线电压6. 一台单相变压器，U 1N /U 2N =220/110V ，如果把一次侧接到110V 的电源上运行，电源频率不变，则变压器的主磁通将 。
（2）（1）增大； （2）减小； （3）不变； （4）为零7. 变压器的电压与频率都增加5℅时，穿过铁芯线圈的主磁通 。
（3）（1）增加； （2）减少； （3）基本不变8. ★一台 50Hz 的变压器接到60Hz 的电网上，外加电压的大小不变，则励磁电流将 。
（2）（1）变大； （2）变小； （3）不变9. 变压器的磁动势平衡方程为 。
（2）（1）一次绕组、二次绕组磁动势的代数和等于励磁磁动势；（2）一次绕组、二次绕组磁动势的相量和等于励磁磁动势；（3）一次绕组、二次绕组磁动势的算数差等于励磁磁动势10. 一台单相变压器进行短路试验，在高压侧达到额定电流测得的损耗和在低压侧达到额定电流测得的损耗 。
（2）（1）不相等； （2）相等； （3） 折算后相等； （4）基本相等11. 变压器并联条件中必须满足的条件是 。
（2）（1）变比相等； （2）联结组标号相等； （3）短路阻抗标么值相等12. 变压器的空载损耗 。
（1）（1）主要为铁耗； （2）主要为铜耗； （3）全部为铜耗； （4）全部为铁耗13. 变压器空载电流小的原因是 。
（1）（1）变压器的励磁阻抗大； （2）一次绕组匝数多，电阻大； （3）一次绕组漏电抗大14. 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__________。
（3）（1）正弦波； （2）平顶波； （3）尖顶波15. 当变压器二次侧电流增加到额定值时，如果要保持二次侧电压不变，即△U ％=0，那么负载性质应为 。
（4）（1）电阻电感性负载； （2）纯电阻负载； （3）纯感性负载； （4）电阻电容性负载16. 变压器负载呈容性，负载增加时，二次侧电压 。
（3）（1）呈上升趋势； （2）不变； （3）可能上升或下降17. 一台接在电网上的电力变压器，获得最高效率的条件是 。
（3）（1）满载； （2）铜耗小于铁耗； （3）铜耗等于铁耗； （4）轻载18. 一台变比为k =10的变压器，从低压侧作空载实验，求得二次侧的励磁阻抗标幺值为16，则一次侧的励磁阻抗标幺值为 。
（1）（1）16； （2）1600； （3）0.1619. 一台单相变压器额定电压为220/110V 。
Yy0接法，在高压侧作短路实验，测得的短路阻抗标幺值为0.06，若在低压侧作短路实验，测得短路阻抗标幺值为 。
（1）（1）0.06； （2）0.03； （3）0.12； （4）0.2420. 联接组标号不同的变压器不能并联运行，是因为 。
（2）（1）电压变化率太大； （2）空载环流太大；（3）负载时励磁电流太大； （4）不同联接组标号的变压器变比不同。
21. 两台变压器并联运行时，其负载系数与短路阻抗 。
（2）（1）大小成反比； （2）标幺值成反比； （3）标幺值成正比22. 变压器并联运行时，在任何一台变压器不过载情况下，若各台变压器短路阻抗标幺值不等，则 。
（1）（1）变压器设备利用率<1； （2）变压器设备利用率=1； （3）变压器设备利用率>123. A 、B 两台变压器额定容量均为100kVA ，额定电压和联结组均相同，A 台短路阻抗标幺值kA Z =0.05，B 台短路阻抗标幺值kB Z =0.06，当它们并联运行时如果S A =100kV A ，则 。
（3）（1）S B =120kVA ； （2）S B =100kVA ； （3）S B =83.3kVA24. ★如将额定电压为220/110V 的变压器的低压边误接到220V 电压，则励磁电流将 ， （3）（1）不变； （2）增大一倍； （3）增加很多倍变压器将 。
（3）（1）正常工作； （2）发热但无损坏危险； （3）严重发热有烧坏危险25. ★★三相变压器组不宜采用Yy 联接组，主要是为了避免 。
（2）（1）线电动势波形发生畸变； （2）相电动势波形发生畸变；（3）损耗增大； （4）有效材料的消耗增大。
26. ★变压器铁耗与铜耗相等时效率最大，设计电力变压器时应使铁耗 铜耗。
（1）（1）大于； （2）小于； （3）等于27. ★★一台Yyn0和一台Yyn8的三相变压器，变比相等，短路阻抗标幺值相等，能否经过改接后作并联运行 。
（1）（1）能； （2）不能； （3）不一定； （4）不改接也能三、简答题：1．电力变压器的主要功能是什么？它是通过什么作用来实现其功能的？2．变压器能否改变直流电的电压等级来传递直流电能？为什么？3．变压器的一次绕组和二次绕组之间并没有电路上的直接联系，为什么在负载运行时，二次侧电流增大或减小的同时，一次侧电流也跟着增大或减小？虽然变压器的一次绕组和二次绕组之间并没有电路上的直接联系，但它们通过铁心磁路中的主磁通相互联系着。
变压器负载运行时，产生主磁通的励磁磁势是一次绕组和二次绕组的磁势之和，当变压器的主磁通不变时，励磁磁势恒为01I N &不变，即有磁势平衡关系：021F F F &&&=+，012211I N I N I N &&&=+。
当忽略励磁电流时，有2121N N I I =，所以在一次侧电流增大或减小的同时，一次侧电流也跟着增大或减小。
4．变压器折合算法的依据是什么？折算前后变压器的磁场是否改变？F&不变。
折算前后，变压器的磁答：变压器折合算法的依据是二次绕组是折算前后维持二次绕组的磁动势2场保持不变。
四、判断题，请在括号内打 或✓：（每小题1分，共分）1.电源电压和频率不变时，变压器的主磁通基本为常数，因此负载和空载时感应电动势E1为常数。
（）2.变压器空载运行时，电源输入的功率只是无功功率。
（）3.★变压器频率增加，励磁电抗增加，漏电抗不变。
（）4.★变压器负载运行时，一次侧和二次侧电流标幺值相等。
（）5.★变压器空载运行时一次侧加额定电压，由于绕组电阻R1很小，因此电流很大。
（）6.变压器空载和负载时的损耗是一样的。
（）7.变压器的变比可看作是一、二次侧额定线电压之比。
（）8.只要使变压器的一、二次绕组匝数不同，就可达到变压的目的。
（）✓9.不管变压器饱和与否，其参数都是保持不变的。
（）10.一台Yd11和一台Yd7的三相变压器，变比相等，短路阻抗标幺值相等，能经过改接后作并联运行。
（）✓11.一台50HZ的变压器接到60HZ的电网上，外加电压的大小不变，励磁电流将减小。
（）✓12.★变压器负载呈容性，负载增加时，二次侧电压将降低。
（）13.★★联接组标号不同的变压器不能并联运行，是因为电压变化率太大。
（）五、作图题：4．根据三相变压器的绕组联结图确定其联结组标号，要求画出电动势相量图。
