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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。
变压器差动保护整定计算计算变压器各侧的一次及二次电流值，并选择电流互感器的变比，如表所示。
表5-1变压器和互感器各侧电流值所以选定10kv侧为基本侧5.4 变压器最大运行方式下10千伏基本侧（1）变压器最大运行方式下10千伏侧的短路电流10kv侧简化网络图：图3-8***1360.200.1280.16422T T X X X ++===图3-6将它化成星形：图3-7***3413***3450.030.240.0160.030.240.18X X X X X X ⨯===++++ ***4514***3450.030.180.0120.030.240.18X X X X X X ⨯===++++ ***3515***3450.240.180.0960.030.240.18X X X X X X ⨯===++++ 将*2X 、*13X 合并成*23X ；将*6X 、*14X 合并成*24X ：将*1X 、*15X 合并成*25X ：***232130.40.0160.416X X X =+=+= ***246140.0120.1640.176X X X =+=+= ***251150.50.0960.596X X X =+=+=计算各电源点到短路点的转移电抗，化成△：图3-4*****2324332324*250.4160.1760.4160.1760.670.596X X X X X X ⨯=++=++= *****2425342425*230.1760.5960.1760.596 1.0240.416X X X X X X ⨯=++=++= *33X 为S2到短路点的转移电抗，*34X 是S1到短路点的转移电抗。
它们分别对应的计算电抗：*332200.67 1.474100js X =⨯=*3414501.02414.85100jsX =⨯= 又由于*34js X >3.5，故直接由.34*3410.067f t jsI X ==查4秒曲线得10kv 侧短路电流：0.0670.73 5.348.814.14()f I KA ∞=+=+=（2）变压器最小运行方式下10kv 侧的短路电流：10kv 侧简化网络图：图3-8***1360.200.1280.16422T T X X X ++===将它化成星形：图5-1***3413***3450.030.240.0160.030.240.18X X X X X X ⨯===++++***4514***3450.030.180.0120.030.240.18X X X X X X ⨯===++++ ***3515***3450.240.180.0960.030.240.18X X X X X X ⨯===++++ 将*2X 、*13X 合并成*23X ；将*6X 、*14X 合并成*24X ：将*1X 、*15X 合并成*25X ：***232130.70.0160.716X X X =+=+= ***246140.0120.1640.176X X X =+=+= ***251150.80.0960.896X X X =+=+=计算各电源点到短路点的转移电抗，化成△：图3-4*****2324332324*250.7160.1760.7160.176 1.030.896X X X X X X ⨯=++=++= *****2425342425*230.1760.8960.1760.896 1.30.716X X X X X X ⨯=++=++= *33X 为S2到短路点的转移电抗，*34X 是S1到短路点的转移电抗。
高频变压器设计规范目录1.目的 (2)2.适用范围 (2)3.引用/参考标准或资料 (2)4.术语及其定义 (2)5.规范要求 (2)6.附录 (12)1.目的为了实现高频变压器设计的标准化，为我司工程师在设计变压器过程中提供参考，特制订此规范。
2.适用范围本规范适用于公司所有正激变压器及反激变压器的设计。
3.引用/参考标准或资料无。
4.术语及其定义正激变压器：因其初级线圈被直流电压激励时，次级线圈正好有功率输出而得名。
反激变压器：又称单端反激式变压器或Buck-Boost转换器。
因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。
5.规范要求5.1高频变压器磁芯材料与几何机构在大多数开关电源的高频变压器中，常用的软磁材料有铁氧体，铁粉芯，恒导合金，非晶态合金及硅钢片。
主要应用软磁材料四个特性：磁导率高、矫顽力小及磁滞回线狭窄、电阻率高、具有较高饱和磁感应强度。
现我司高频变压器通常采用锰锌铁氧体材料。
磁芯厂家都生产了一系列不同材质的磁芯，各厂家有自己的命名规范。
以常用的PC40（TDK命名规范）材质为例，东磁表示为DMR40，天通则表示为TP4，实际性能差异几乎可忽略不计。
通常我们关注的磁芯参数主要有初始磁导率，饱和磁通密度Bs，剩磁Br，矫顽力Hc，功耗Pv，居里温度Tc，在高频变压器的设计以及日后应用过程中，这些参数往往起到非常重要的作用。
图1所示各种磁芯的几何形状有EE型、ETD型、PQ型等多种。
EE型、ETD型、PQ型也是我司高频变压器设计时通常采用的磁芯结构。
每种规格磁芯对应多种尺寸可供选择。
一般每种类型及尺寸的磁芯，其对应的骨架是一定的，变动一般在于pin数和pin针间距的不同，设计者可根据实际应用需求选择，也可以联系骨架厂商进行开模定制。
图5.1 各种几何结构的变压器磁芯图1 磁芯的几何形状5.2高频变压器常用材料介绍上节主要介绍了高频变压器的磁芯特性及结构，除此以外，要构成一个完整的高频变压器，主要材料还有：导线材料，压敏胶带，骨架材料。
10kV干式变压器安装作业指导书协调，保证母线桥的水平度和垂直度符合要求。
5.4变压器的安装5.4.1按设计要求将变压器吊装到基础型钢上，用水平仪检测变压器的水平度和垂直度，调整合格后，用螺栓将变压器与基础型钢连接牢固。
5.4.2安装变压器附件，包括油位计、温度计、压力表、放油口等，按照产品使用说明书的要求进行安装，确保附件的正常使用。
5.5母线桥的安装5.5.1根据设计要求安装母线桥，保证母线桥的水平度和垂直度符合要求。
5.5.2将母线桥与变压器连接，确保接触良好，无松动现象。
5.6带电试运行5.6.1进行带电试运行前，应检查变压器及附件的接线是否正确，各接线处是否紧固，无短路、漏电等现象。
5.6.2进行带电试运行时，应按照产品使用说明书的要求进行操作，记录各项数据，并进行监测，确保变压器正常运行。
6.安全措施6.1施工前，应进行安全交底，明确各人员的责任和安全要求。
6.2施工过程中，应严格按照施工程序和方法进行操作，保证安全。
6.3施工现场应设立安全警示标志，保持施工现场的整洁和安全。
6.4施工结束后，应进行安全检查和验收，确保施工过程中未发生任何安全事故。
7.质量要求7.1基础型钢制作及安装符合设计要求，平整、牢固、水平度和垂直度符合要求。
7.2变压器及附件安装符合产品使用说明书的要求，接线正确，紧固可靠。
7.3母线桥安装符合设计要求，水平度和垂直度符合要求，与变压器连接良好。
7.4带电试运行正常，各项数据符合要求，无短路、漏电等现象。
8.验收及记录8.1施工结束后，应进行验收，验收合格后方可投入使用。
8.2应对施工过程中的各项数据进行记录，包括基础型钢制作及安装记录、变压器及附件安装记录、母线桥安装记录、带电试运行记录等。
在干式变压器的安装时，应先去除包装箱，吊放在滚杠上，缓缓推至槽钢基础旁。
必要时可在变压器下部1/3处的锁架上用葫芦牵引。
干式变压器直接固定在型钢上时，用三脚扒杆加葫芦起吊变压器就位，用水平仪、铅锤线、钢尺测量就位偏差，用垫铁皮之法减少偏差至优良范围以内，薄铁皮之间以及薄铁与基础型钢间用电焊点牢，并在变压器底座上作好对应标记。
山西煤销集团古交鑫峰煤业有限公司地面10kV变电所主变技术规格书编制：审核：二0一二年三月十六日审查表矿机电科：年月日矿机电矿长：年月日矿总工程师：年月日矿长：年月日公司机电部：年月日公司分管副总：年月日公司总工程师：年月日审查意见：目录1、总的要求-----------------------------------------------------2、使用条件-----------------------------------------------------3、技术要求-----------------------------------------------------4、设备规范-----------------------------------------------------5、技术文件-----------------------------------------------------6、试验---------------------------------------------------------7、质量保证和管理-----------------------------------------------8、技术服务、设计联络、工厂检验和监造---------------------------9、供方提供必须的备品备件、专用工具-----------------------------1、总的要求1.1本书提出了对设备本体及其附属设备的技术要求。
主要包括设备的使用条件、主要技术参数、结构、性能、试验及所需技术资料等方面的内容。
1.2 本书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。
供方应提供符合本规格书和有关最新国家标准、电力行业标准的优质产品。
1.3 本书所使用的标准如与供方所执行标准不一致时，应按较高标准执行。
5.4 变压器每课一练（人教版选修3-2）1．理想变压器工作时，原线圈输入与副线圈输出的物理量一定相同的是( )A．电压有效值B．电流有效值C．交变电流频率D．交流电功率2．如图10所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒l在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12 mA，则电流表的示数为( )图10A．3 mA B．0 mAC．48 mA D．与负载R的值有关3．在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图11所示变压器铁芯的左右两个臂上．当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂．已知线圈1,2的匝数之比n1∶n2＝2∶1.在不接负载的情况下( )图11A．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为110 VB．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 VC．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 VD．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为110 V4．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图12甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )图12A．副线圈输出电压的频率为50 HzB．副线圈输出电压的有效值为31 VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输入功率增加5．一台理想变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是( )A．5 A,250 V,50 kWB．5 A,10 kV,50 kWC．200 A,250 V,50 kWD．200 A,10 kV,2×103kW6．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时( )A．I1减小，P1增大B．I1减小，P1减小C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大7．如图13所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin 100πt V ．氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光．下列说法中正确的有( )图13A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB ．开关接通后，电压表的示数为100 VC ．开关断开后，电压表的示数变大D ．开关断开后，变压器的输出功率不变8．图14所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin 100πt V ，霓虹灯正常工作的电阻R ＝440 kΩ，I 1、I 2表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是( )图14A ．副线圈两端电压6 220 V ，副线圈中的电流14.1 mAB ．副线圈两端电压4 400 V ，副线圈中的电流10 mAC ．I 1<I 2D ．I 1>I 29．如图15甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦式交变电流如图14乙所示，则( )图15A ．交变电流的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零10．如图16所示，理想变压器线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，分别接有相同的两只灯泡A 和B ，若在a 、b 间接正弦式交流电源，电源电压为U ，则B 灯两端电压为( )图16A ．0.5UB ．2U230匝，与一个“12 V 12 W ”的灯泡L 连接，L 能正常发光．副线圈3的输出电压U 3＝110 V ，与电阻R 连接，通过R 的电流为0.4 A ，求：图17(1)副线圈3的匝数n3 .(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.12．如图18所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V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，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．图18(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？13．如图19所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V，0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：图19(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比．(2)发电机的输出功率．参考答案课后巩固练1．CD 2．B3．BD [在不考虑原、副线圈内电阻的情况下，变压器原、副线圈电压之比(U 1/U 2)等于原、副线圈中产生的感应电动势之比(E 1/E 2)．当给线圈1输入电压U 1时，U 1U 2＝E 1E 2＝n 1ΔΦ1Δt n 2ΔΦ2Δt＝n 1ΔΦ1n 2ΔΦ2＝21×21＝41.当给线圈2输入电压U 2时，U 2U 1＝E 2E 1＝n 2ΔΦ2Δt n 1ΔΦ1Δt＝n 2ΔΦ2n 1ΔΦ1＝12×21＝1.所以选项B 、D 正确．]4．AD [变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为f ＝1T ＝12×10－2 Hz ＝50 Hz ；由U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈中电压的最大值31 V ，故有效值为312V ；P 向右移动时，输出电路中电压不变，电阻减小，电流增大，输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，也增大，故正确的选项为A 、D.]5．A [设原线圈输入电压、电流、功率分别为U 1、I 1、P 1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U 2、I 2、P 2，原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.由I 1I 2＝n 2n 1知I 1＝n 2n 1I 2＝140×200 A ＝5 A. 由 U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝n 2n 1U 1＝140×10×103 V ＝250 V 输出功率P 出＝U 2I 2＝250×200 W ＝50 kW]6．B [副线圈的电压不变，当副线圈接的电阻R 增大时，I 2减小，P 2减小，因为P 1＝P 2，所以P 1减小，I 1＝n 2n 1I 2，I 1也减小．]7．AB [由U 1U 2＝n 1n 2得：副线圈的输出电压u 2＝5u ＝1002sin 100πt V ，此电源频率f 0＝50Hz ，而氖泡每个周期发光2次，则氖泡的发光频率f 氖＝2f 0＝100 Hz ，A 正确；电压表的示数应为副线圈输出电压的有效值，故U ＝U 2m2＝100 V ，B 正确；交变电流、电压的有效值不变，故表示数不变，C 错；断开开关后，变压器的输出功率减小，D 错．]8．BD [原线圈电压有效值U 1＝U m 2＝3112V ＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，可得U 2＝4 400 V ，由欧姆定律可知I 2＝U 2R ＝10 mA ，由I 1I 2＝n 2n 1可得：I 1>I 2，所以B 、D 两项正确．]9．C [由题中图象可知该交变电流的周期为0.02 s ，所以频率为50 Hz ，A 错误；因为变压器输出电压最大值为20×1 V ＝20 V ，所以由变压比公式U 1n 1＝U 2n 2知变压器原线圈电压的最大值为20×10 V ＝200 V ，B 错误；R 2的功率P 2＝U 2R 2＝⎝⎛⎭⎫202230W ＝6.67 W ，C 正确；因为电容器存在充、放电现象，所以电阻R 3中的电流不是始终为零，D 错误．]10．D [设原线圈电压为U 1，电流为I 1，副线圈电压为U 2，电流为I 2，则U 1＝U －I 1R A ，U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，U 2＝I 2R B ，依题意，A 、B 完全相同，有R A ＝R B ，联立以上各式，整理可得 n 2n 1U 1＝n 1n 2(U －U 1)，即12U 1＝2(U －U 1)， 得U 1＝45U ，U 2＝12U 1＝25U ＝0.4U ]11．(1)275匝 (2)550匝 0.255 A解析 (1)变压比公式对于两个副线圈也适用，则有U 2U 3＝n 2n 3，n 3＝n 2U 3U 2＝30×11012匝＝275匝． (2)同理：n 1n 2＝U 1U 2，n 1＝U 1U 2n 2＝22012×30匝＝550匝．理想变压器的输入功率等于输出功率，即P 1＝P 2＋P 3＝12 W ＋0.4×110 W ＝56 W ．原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝56220A ≈0.255 A12．(1)0.98 A (2)180 W解析 (1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U 1、U 2、I 1、I 2.根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有I 1U 1＝I 2U 2当I 2＝12 mA 时，I 1即为熔断电流，代入数据，得I 1＝0.98 A(2)设副线圈中电流为I 2′＝10 mA 时，变压器的输入功率为P 1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P 1＝I 2′U 2，代入数据，得P 1＝180 W 13．(1)3∶1 (2)6.67 W解析 (1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝0.256 A ＝124A ，次级线圈总电流I 2＝24I L ＝1 A ．变压器输入功率等于输出功率，有I 1U 1＝I 2U 2＝6 W ，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1，代入E 值解得I 1＝13 A(I 1＝3 A 应舍去，据题意是降压变压器，应I 1<I 2＝1 A)，所以n 1n 2＝I 2I 1＝31.(2)发电机输出功率P ＝I 1E ＝6.67 W。
第五章交变电流5． 4 变压器★新课标要求（一）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。
（二）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。
（三）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。
★教学工具学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡★教学过程（一）引入新课师：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。
［板书课题］变压器（二）进行新课1变压器的原理思考与讨论：把两个注有爭锲帕连的真他冬庄同一金闭佥秋芯上.一金线阳连到交减电谏巧眄瑶”另一个炭（fill 別小討总上（图工4・“，屮灯追可能发无吗？说出你的道理"连接电路.接逼电海，着看你連的时不时」师：按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。
生：灯泡亮了。
师：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？生1: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。
生2 :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。
师：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。
师：画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：原线圈t_____\“ 口 :铁芯互感现象时变压器工作的基础。
在原线圈上加交变电压U"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ffi 5 4-1小灯剋令売凹T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。
师：在输入电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，变压器由此得名。
那么，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。
实验：目的：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系器材：可拆变压器，学生电源，多用电表，导线若干实验步骤：(1) 按图示电路连接电路1(2) 原线圈接低压交流电源6V，保持原线圈匝数n i不变，分别取副线圈匝数n2= -2n i，2 n-,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。
1(3) 原线圈接低压交流电源6V，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n-= n2,2n2，2匕，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。
实验次数123456原线圈匝数n1n1n1n1n2n2n2副线圈匝数n21—n12n1 2 n11—n22n2 2 n2副线圈输出电压U2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。
(2)注意人身安全。
只能用低压交流电源，电源电压不能超过12V(3)使用多用电表交流电压档测电压时，先用最大量程测试，然后再用适当的挡位进行 测量。
2.电压与匝数的关系师：从实验中可以发现什么规律？生：原、副线圈两端的电压之比等于两个线圈的匝数之比。
师: 写出数学表达式。
生: U i n iU 2门2师：电流通过变压器线圈是会发热，铁芯在交变磁场的作用下也会发热。
所以，变压器工作时存在能量损失。
没有能量损失的变压器叫做理想变压器。
匕=丄1，只适用于理想变压U 2 n 2器。
实际上变压器的工作效率都很高，在一般的计算中，可以把实际变压器视为理想变压器。
师：理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？生: 因为理想变压器没有能量损失，所以 P 出=P 入师：若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流 I l 与12有什么关系?生：据P 出= U 2l 2, P A =U i I i 及P 出=卩入得：U 2l 2=U l l l师：上式是理想变压器只有一个副线圈时，原副线圈中的电流比公式。
如果副线圈的电压高于原线圈的电压，这样的变压器叫升压变压器； 如果副线圈的电压低于原线圈的电压，这样的变压器叫降压变压器。
那么两种变压器的匝数关系如何？生：升压变压器， 巳> n i ,降压变压器，n 2< n i 。
师：两种变压器原副线圈电流的大小关系如何？ 生：升压变压器，l 2<l i ,降压变压器，l 2>l i 。
师：在绕制升压变压器原副线圈时， 副线圈导线应比原线圈导线粗一些好， 还是细一些好？降压变压器呢？生:因为升压变压器，l 2<l i,所以副线圈导线可以比原线圈导线细一些。
降压变压器，l 2>l i , 所以副线圈导线要比原线圈导线粗一些。
师：课后请大家阅读教材 47页“科学漫步”，了解互感器的工作原理和应用。
(三) 课堂总结、点评则:I l U 2 n 2 I 2 U in i本节课主要学习了以下内容:1 •变压器主要由铁芯和线圈组成。
2•变压器可改变交变电的电压和电流，禾U用了原副线圈的互感现象。
3•理想变压器：没有能量损失的变压器，是理想化模型。
有P输出=P输入u, N, _N AU2一N2I2一N,（四）实例探究☆理想变压器基本规律【例1】一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等（）A .交流的频率B .电流的有效值C.电功率 D .磁通量变化率解析：变压器可以改变原副线圈中的电流，因此原副线圈中的电流不一定有相同有效值，所以选B.由于穿过原线圈的磁通量全部穿过副线圈，因而原副线圈的磁通量变化率相同，D 错•变压器的工作基础是电磁感应，副线圈中感应的交流频率与原线圈交流频率是相同的，A 错•理想变压器原线圈输入功率等于副线圈输出功率，因此C错•答案：B点评：变压器工作时，原副线圈电压和电流不一定相同，但对理想变压器来说，原副线圈一定相同的量有（1）电功率，（2 ）磁通量变化率，（3）交流的频率☆理想变压器的综合应用【例2】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 i 为加在原线圈两端的电压，I i为原线圈中的电流，贝U （）A .保持U i及P的位置不变，K由a合到b时，11将增大B .保持U1及P的位置不变，K由b合到a 时，R消耗功率减小C .保持U i不变，K合在a处，使P上滑，I i将增大D .保持P的位置不变，K合在a处，若U i增大，I i将增大K 由a合到b时，n i变小，而—i=—2得|i= —- |2由I2=—-12门勺—j R U 2=-2 U i所以—i解析:• U i , n 2和R 不变，n i 减小时I i 增大，所以A 对。
R2U 2= —2U i ,所以 P 2= —①n i2V 」.U i 、n 2和R 不变，n i R2~2n i所以应选A 、B 、D 。
答案：ABD点评：处理这类问题的关键是要分清变量与不变量，弄清理想变压器中各量间的联系和制约关系，在理想变压器中， U 2由U i 和匝数比决定；I 2由U 2和负载电阻决定；I i 由丨2和匝数比 决定【例3】如图所示，接于理想变压器的四个灯泡规格相同，且全部正常发光，求三个线圈的匝数比n i : n 2 ： n 3.解析：由于四个规格相同的灯泡都正常发光，所以三个线圈中的电 流均相同，即l i = l 2=l 3=l.设n. n 2、n 3三个线圈两端的电压分别为： U 2、U 3,接在原线圈中灯泡两端的电压为 U o ,则有：所以，乙，即卩2 = 2U 3 i n 3 i设电源电压为 U ，则有U=U o +U i根据理想变压器输入功率等于输出功率, 则有:Ul=U o l+U 2l +U 3l , 即 Ul=4U 3l所以 U=4U 3, U i =U -U o =3U 3增大时 P 2减小，所以B 对。
错。
P 上滑时，R 增大, 由前2h= —2 n i匕,U i 、n i 和n 2不变,RR 增大时，I i 减小，所以C21仟一2n ib 合到a 时，P 2=U^R ，而 U i 增大时，由前l i =n 2和R 不变，U i 增大时，I i 增大，所以D 对。
U o =U 3=U 2即U1，即匕=3U a 1 n 3 1因此三个线圈的匝数比 n 1 ： n 2 : n 3=3 : 2 : 1.点评：对理想变压器来说，变压公式和输入功率等于输出功率是普遍适用的规律， 对于有几个副线圈的理想变压器，电流公式就不能使用了。
（五）巩固练习A. 36 VB.6 VC.1 VD.0 V解析：因为电池是稳恒直流电源。
答案：D点评：从变压器的工作原理入手思考。
2•当理想变压器副线圈空载时，副线圈的 （ ）解析：变压器工作时，原线圈接在电源上，对理想变压器来说，原线圈电压U 1总等于电源电压，即 U 1是由电源电压决定，由22=匹小知，对于一定变压器来说 匹一定，U 2是由n 1 n 1n°nd o U 1决定，当U 1 一定时，U 2是由」决定，即U 2与负载无关，即B 和D 错。
由11=二鼻U 1 知,n 1n iU 1和确定时，U 2是确定的，而丨2=土 , R 为负载电阻，R 变化时，I ?发生变化，从而引 片 R起I 1发生变化，因此I 1由I 2决定，所以A 错•负载电阻变化，会引起副线圈电流变化，从而引 起输出功率P 2变化，P 2变化又会引起P 1的变化，即P 1是由P 2决定的，所以正确答案是 C.答案：C1 •理想变压器的原线圈的匝数为池上，则副线圈两端电压为（110匝，副线圈匝数为 660匝，若原线圈接在 6 V 的电A. 负载电阻为0 C.两端电压为0答案：BDB. 输出电流为0 D.输出功率为0点评：空载相当于负载电阻无穷大3 •理想变压器原、副线圈的电流为关系，正确的是 （）A. I 2由11决定B.U 2与负载有关 6,功率为P" P 2，关于它们的C. P 1 由 P 2 决定D. U 1由U 2决定点评：对于一定的变压器来说， U 2由U i 决定，I l 由12决定，P l 由P 2决定4.一台理想变压器原、畐U 线圈匝数比为 22 : 1，当原线圈两端输入u i =220・.2sin314t V的交变电压时，下列说法正确的是（）A. ］副线圈两端电压为 12 ...2 VB. 副线圈接一 10 Q 电阻时，原线圈中的电流为 1 AC. 副线圈接一 10 Q 电阻时，原线圈中输入功率为 10 WD. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是220 2 VI I n解析：原线圈两端的电压为U 1=220 V ,由变压器的变压比 ~ =—1得副线圈两端电压为U 2门211 n 2 1得h= A ，铁芯中磁通量的变化率最大值为12n 1 22厶① Emm，由于具体的匝数未知，所以磁通量变化率的最大值未知答案：C点评：利用理想变压器的关系求解5.一理想变压器原线圈接交流、副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来 的2倍 （）A. 次级线圈的匝数增加为原来的 2倍B. 初级线圈的匝数增加为原来的 2倍C. 负载电阻变为原来的 2倍D. 副线圈匝数和负载电阻均变为原来的 2倍U 2解析：变压器的输入功率由输出功率决定，即 P A =P 出，输出功率P 出= ,U 增大为原R来的2倍，负载电阻也变为原来的2倍时，P 出为原来2倍。
