3-2_变压器原理解读

三相变压器原理三相变压器是一种常见的电力变压器，它能够将电压从一个电路传输到另一个电路，同时保持电力的稳定传输。

三相变压器原理是通过电磁感应的方式实现电压的变换，下面我们来详细介绍一下三相变压器的原理。

首先，三相变压器由铁芯和三个线圈组成。

铁芯是由硅钢片叠压而成，能够有效地减小铁损和涡流损耗，提高变压器的效率。

三个线圈分别为高压侧的主线圈、低压侧的副线圈和中性线圈。

主线圈和副线圈分别连接到三相交流电源和负载，中性线圈连接到中性点。

当三相交流电源加在主线圈上时，会在铁芯中产生交变磁通。

这个交变磁通会穿过副线圈，从而在副线圈中感应出电动势，使得在副线圈两端产生电压。

由于铁芯的存在，磁通能够有效地传导，使得电压从主线圈传输到副线圈。

同时，三相变压器中的中性线圈也起到了重要的作用。

它能够提供一个稳定的中性点，使得负载能够正常工作。

在无中性线的负载中，中性线圈也能够平衡三相电压，避免电压不平衡对负载造成影响。

三相变压器原理的关键在于电磁感应。

当主线圈中的电流改变时，会产生交变磁通，从而在副线圈中感应出电动势。

这种电磁感应的原理使得三相变压器能够实现电压的变换，从而满足不同电路对电压的需求。

除了电磁感应，三相变压器还需要注意一些其他因素。

例如，变压器的损耗问题，主要包括铁损和铜损。

铁损是由于铁芯在交变磁通作用下产生的能量损耗，而铜损是由于线圈中电流通过导线时产生的电阻损耗。

为了减小损耗，需要合理设计变压器的结构和选用合适的材料。

另外，变压器的绝缘和冷却也是非常重要的。

良好的绝缘能够保证变压器在高压下工作时不会发生击穿，而有效的冷却能够保证变压器在长时间工作时不会过热损坏。

总的来说，三相变压器原理是通过电磁感应实现电压的变换，同时需要考虑损耗、绝缘和冷却等因素。

合理设计和使用三相变压器能够有效地实现电力的传输和分配，保障电力系统的稳定运行。

高中物理选修3-2变压器1、理想变压器（1）构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。

①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。

②副线圈：与负极连接的线圈，也叫次级线圈。

③闭合铁芯（2）原理：电流磁效应、电磁感应（3）基本公式①功率关系：P入=P出无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率纸盒②电压关系：U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

有多个副线圈时，U1n1=U2n2=U3n3③电流关系：只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时，U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值，当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样（4）几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图是自耦变压器的示意图。

这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。

如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。

调压变压器：就是一种自耦便要，它的构造如图所示。

线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。

AB之间加上输入电压U1。

移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。

②互感器{电压互感器：用来把高电压变成低电压电流互感器：用来把大电流变成低电流交流电压表和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。

用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。

这种变压器叫做互感器。

a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高电压电路中，副线圈接入交流电压表。

根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1U2），可以算出高压电路中的电压。

2021-2022年高中物理变压器知识精讲粤教版选修3-2【本讲教育信息】一. 教学内容：变压器1. 了解变压器的工作原理，掌握理想变压器的电压比公式和电流比公式。

2. 理解远距离输送交流电要用高电压. 能对简单的输电电路进行有关计算。

二. 知识归纳、总结：1. 变压器：由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。

2. 理想变压器：变压器铁芯内无漏磁，原、副线圈不计内阻，即没有能量损失的变压器。

3. 变压器构造闭合铁心，原线圈（初级线圈，一次线圈）n1匝，副线圈（次级线圈，二次线圈）n2匝U1：输入电压U2：输出电压4. 工作原理电磁感应原理电能→磁场能→电能5. 理想变压器的变压规律（1）电压比：升压变压器n2＞n1；降压变压器n2＜n1；（2）能量关系：对理想变压器因不计能量损失，总有输入能量等于输出能量。

即：（2）或U1I1＝U2I2（3）电流关系：（4）频率关系：变压器不改变交变电流的频率，故有f1＝f26. 几种常用的变压器（1）自耦变压器（2）互感器。

利用变压器可以把高电压变为低电压、大电流变为小电流进行测量，既能保证测量人员的安全，同时解决了电表量程较小的矛盾。

7. 输电线路的构成：主要有发电机、升压变压器、输电导线、降压变压器、用电器8. 远距离输电如何减小电能损失：（1）减少导线上的电阻（2）减少输电线上的电流【典型例题】例1. 如图所示，理想变压器原副线圈分别接有相同的白炽灯，原副线圈匝数比为n1:n2＝2:1，电源电压为U，求B灯两端电压U B＝？U1～ABU U2解：由原线圈的电路可知U＝U1＋U A根据变压器原副线圈电压比U1＝2 U2＝2 U BA、B两灯相同，则U A＝I1RU B＝I2R原副线圈电流比I1/ I2＝1/2由以上各式得U B＝例2. 如图所示，交流发电机电动势的有效值ε＝20V，内阻不计，它通过一个R＝6Ω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“6V，0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计。

高中物理选修3-2变压器1、理想变压器（1）构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。

①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。

②副线圈：与负极连接的线圈，也叫次级线圈。

③闭合铁芯（2）原理：电流磁效应、电磁感应（3）基本公式①功率关系：P入=P出无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率纸盒②电压关系：U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

有多个副线圈时，U1n1=U2n2=U3n3③电流关系：只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时，U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值，当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样（4）几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图是自耦变压器的示意图。

这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。

如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。

调压变压器：就是一种自耦便要，它的构造如图所示。

线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。

AB之间加上输入电压U1。

移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。

②互感器{电压互感器：用来把高电压变成低电压电流互感器：用来把大电流变成低电流交流电压表和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。

用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。

这种变压器叫做互感器。

a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高电压电路中，副线圈接入交流电压表。

根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1U2），可以算出高压电路中的电压。

知识讲解课文全解一、变压器1．定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器．说明：变压器不仅能改变交变电流的电压，也能改变交变电流的电流，但是不能改变恒定电流．2．结构：变压器由一个闭合铁芯（是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的）和两个线圈（用绝缘导线绕制）组成的．原线圈：和交流电源相连接的线圈（匝数为n1）．副线圈：和负载相连接的线圈（匝数为n2）．许多情况副线圈不只一个．二、理想变压器1．理想变压器是一种理想模型．理想变压器是实际变压器的近似．理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样．每匝线圈中所产生感应电动势相等．（2）线圈绕组的电阻不计，无能损现象．（3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象．说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理．2．理想变压器的变压原理变压器工作的原理是互感现象，互感现象即是变压器变压的成因．当变压器原线圈上加上交变电压，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．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量．这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．在原、副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象．在变压器工作时，由于原、副线圈使用同一个铁芯，因而穿过原、副线圈（每匝）的磁通量Φ及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势与它们的匝数成正比．3．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置．4．理想变压器的电压与匝数的关系（1）输出功率等于输入功率P 出＝P 入，U 1I 1＝U 2I 2．（2）原副线圈两端的电压跟匝数成正比，2121n n U U =．（3）原副线圈中的电流跟匝数成反比（仅限一个副线圈），1221n n I I =．（4）原副线圈的交变电流的周期T 和频率f 相同．5．理想变压器的三个决定关系 （1）理想变压器输出功率决定输入功率．当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率也为零，并且输入功率随着负载的变化而变化．若同时有多组副线圈工作，则U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋UnIn 成立．（2）理想变压器副线圈两端电压由原线圈两端电压和匝数比所决定．无论副线圈是否有负载，是单组还是多组，每组副线圈两端电压与原线圈两端电压都满足332211n U n U n U ==＝…．（3）理想变压器副线圈中的电流决定原线圈中的电流．原线圈中的电流随副线圈中电流的增大而增大，当有几组副线圈时，原、副线圈中的电流关系为n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…，其中n 2、n 3…为工作的副线圈的匝数．说明：（1）理想变压器工作时，若增加负载，相当于负载电阻减小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大；若减少负载，相当于负载电阻增大，从而副线圈中的电流减小，此时原线圈中的电流减小；若副线圈空载时，副线圈中的电流为零，那么原线圈中的电流也为零．（2）原副线圈如果分别采用双线绕制，使原副线圈都是由两个线圈组合而成，当电流通过时，要根据在线圈中形成的磁通量方向确定其等效匝数．（3）接在原、副线圈回路中的电表均视为理想电表，其内阻的影响忽略不计．三、几种常用的变压器。

变压器知识元变压器的构造和原理知识讲解变压器的原理1．变压器的结构和特点（1）结构：主要由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成。

铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。

.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。

原线圈：也叫初级线圈，其匝数用n1表示副线圈：也叫次级线圈，其匝数用n2表示输入电压：U1输出电压：U2（2）特点：原线圈与交流电源相连，副线圈与负载相连。

2．变压器的工作原理及变压规律（1）互感现象交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势，当副线圈两端连接负载并闭合时，副线圈中有电流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生互相感应的现象。

（2）工作原理电磁感应是变压器的工作原理，即互感现象是变压器工作的基础。

（3）能量转换由于这种互感现象，原、副线圈虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。

其能量转换方式为：原线圈电能磁场能副线圈电能。

变压器的种类几种常见的变压器（1）自耦变压器：又称为调压变压器，自耦变压器，它只有一个线圈，把全部线圈作为原线圈或副线圈，线圈的一部分作为副线圈或原线圈。

由此自耦变压器可以降压，也可以升压，变压器的基本规律对自耦变压器均适用。

（2）电压互感器：用来把高电压变成低电压或者用来测量交流高电压，使用时，把原线圈与被测电路并联。

如图甲所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。

互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。

（3）电流互感器：用来把大电流变成小电流或者测量交流大电流，使用时，把原线圈与被测电路串联。

如图乙所示，原线圈串联在待测高电流电路中，副线圈接电流表。

互感器将大电流变为小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出高电流电路中的电流。

理想变压器的规律1．理想变压器理想变压器是实际变压器的近似。

理想变压器有三个特点：（1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样，每匝线圈中所产生感应电动势相等。

第4渣/■ 6 ISI 'ZHANG "^：:71. 变压器的工作原理是互感现象，理想变压器通过原、副线圈的磁通量、磁通量的变化率相同，每匝线圈产生的感应电动势相等。

2. 理想变压器原、副线圈功率相等，电压比是 U 1=土；电流比是JU 2 百 I 2=n (仅用于一原一副)。

n i3. 变压器高压线圈匝数多、电流小，可用细导线；低压线圈匝数 少、电流大，一般用粗导线。

4. 自耦变压器的工作原理和一般的双绕组变压器一样，原、副线 圈两边的电压比等于匝数比。

、变压器的结构1. 变压器的定义在交流电的传输过程中，能升高电压或降低电压的设备。

2. 变压器的结构 (1)如图甲所示，变压器由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成一 其中 闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成, 线圈一般用高强度的漆包线绕制。

在电路中， 变压器的符号如图乙所示。

⑵原线圈：与电源相连的线圈，也叫初级线圈，其两端电压叫输入电压，用符号 U1表课前自主学习■基稳扌能楼岛董键语句-------- 0剧线圈尊记牢(v)示。

副线圈：与负载相连的线圈，也叫次级线圈，其两端电压叫输出电压，用符号3. 变压器的分类按输出电压的升降，变压器分为升压变压器和降压变压器两种。

二、变压器的工作原理1 •互感：交变电流通过原线圈时在铁芯中激发交变磁场，交变磁场在副线圈中产生感应电动势，当副线圈闭合时，畐U线圈中有电流产生，它在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量也穿过原线圈，在原线圈中产生相互感应的现象。

2. 工作原理电磁感应是变压器的工作原理，即互感现象是变压器工作的基础。

3. 理想变压器⑴变压器线圈的电阻忽略不计，即无“铜损”。

(2) 闭合铁芯的“漏磁”忽略不计，即无漏磁。

(3) 闭合铁芯中产生的涡流为零，即无“铁损”。

即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。

三、科学探究一一变压器电压与匝数的关系电压与匝数关系U1 n1 U2 n2电流与匝数关系11 _ n212 m功率关系P尸P2四、自耦变压器1. 定义：只有一个绕组的变压器。

三相变压器基本工作原理1. 介绍三相变压器是一种常见的电力变压器，在电力系统中有着广泛的应用。

它可以将电能转换为不同电压级别的电能，以适应不同的用电需求。

三相变压器的工作原理比较简单，但需要了解一些基本概念。

2. 基本概念在介绍三相变压器的工作原理之前，需要先了解一些基本概念。

2.1 变压器原理变压器是一种电气设备，它通过电磁感应作用，将一定电压等级的电源转化为另一电压等级的电源。

变压器主要由铁芯和线圈两部分组成，其中铁芯起到了加强磁通的作用，线圈则是通过磁通的变化来进行电能转换。

2.2 三相系统三相系统是指在电力系统中，使用三个相位的交流电来进行能量传输。

在三相系统中，三个相位的电压相互差120度，相互之间呈三角形分布。

由于三相系统具有相对单相系统的优势，因此广泛应用于电力输配电系统中。

3. 三相变压器工作原理三相变压器的工作原理可以分为两个基本过程：电气能量的传递，和磁通量的传递。

3.1 电气能量的传递在三相变压器中，当三相的交流电被输入时，会形成一个磁通量。

由于铁芯的存在，这个磁通量会被传递到另一端，并在另一端产生电压，从而将电能传递到负载中。

电压的大小取决于铁芯材料、绕组匝数、绕组之间的串联或并联等因素。

3.2 磁通量的传递三相变压器的磁通量传递过程，可以看作是一个电感器的变化过程。

在输入电流的作用下，会使铁芯中的磁通量不停地发生扭动。

这个扭动会对绕组产生压力，从而使其产生电势，从而向负载中输出电能。

4. 三相变压器的优势相对于单相变压器，三相变压器有着明显的优势：1.更高的效率：三相变压器的效率比单相变压器高，因为三相变压器可以减少电流的损耗。

2.更小的体积：三相变压器的体积比单相变压器小，因为三相变压器可以采用三相绕组。

3.更高的可靠性：由于三相变压器采用三相电源供电，因此在故障或电力波动的情况下，三相变压器的可靠性更高。

5. 结论三相变压器是一种常见的电气设备，它能够将电能转换为不同电压级别的电能。