变压器习题答案讲课教案

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。