1、同学们知道平时我们使用的市电的电压是多少吗？而我们的随身听，手机充电器的额定工作电压又是多少呢？,让我们看看下面的这张表吧。,在实际使用中，我们常常需要不同电压的交流电。如表所示：,可平常市电的电压是220伏，而平常使用的电压高低不一，那该怎么办呢？,我们需要变压器,这节课就让我们来学习变压器的相关知识吧！,第四节 变压器,（1）知识与技能 了解变压器的构造，理解变压器的工作原理。 掌握变压器的变流比和变压比。 了解几种常见的变压器。,（2）过程与方法 理解理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。 通过体验使学生们了解变压器在生活中的应用。,（3）情感态度与价值观 进行科学态度
2、、科学方法的教育，了解理想化模型在物理学研究中的重要性。 激发学生对科学的兴趣和热情。 在自主实验和逐步探究的学习过程中，培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。,教学重、难点,教学重点 通过实验探究得到变压器原副线圈电压和匝数的关系。 教学难点 理想变压器电压与匝数关系的分析推导。,本 节 导 航,1.变压器的原理2.电压与匝数的关系,1.变压器的原理,结构,(1)铁心 铁心由心柱和铁轭两部分组成。 心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚0.30-0.35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。 按照铁心的结构，变压器可分为心
3、式和壳式两种。,心式变压器,壳式变压器,（2）绕组 定义：变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。 一次绕组:输入电能的绕组。 二次绕组:输出电能的绕组。 高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。从高,低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组可分为同心式和交迭式。,同心式,结构：同心式绕组的高、低压绕组同心地套装在心柱上。 特点：同心式绕组结构简单、制造方便，国产电力变压器均采用这种结构。,交迭式,结构：交迭式绕组的高、低压绕组沿心柱高度方向互相交迭地放置。 特点：交迭式绕组用于特种变压器中。,（3）绝缘套管 将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着
4、固定的作用。 （4）油箱 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。 此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。,其他部件,器身变压器油散热器分接开关继电保护装置等部件,典型的油浸电力变压器,原理,原线圈：变压器是由铁芯和绕在铁芯上的线圈组成的。变压器的一个线圈跟前一级电路连接，叫做原线圈，也叫初级线圈。 副线圈：另一个线圈跟下一级电路连接，叫做副线圈 ，也叫次级线圈。 闭合铁芯:是由涂有绝缘漆的硅钢薄片叠合而成。防止涡流造成能量损失。,组成图,电路图中变压器符号,问题（1）:如果在原线圈上接上恒定电压,副线圈有
5、无电流。为什么?接交变电压呢? 问题（2）：原、副线圈并没有直接连接，为什么副线圈两端的电压表会有读数？ 问题（3）：根据分析，原、副线圈即使不套在闭合铁芯上，它们之间仍然存在电磁感应关系，那么为什么说铁芯是变压器的必要组成部分？,解析（1）：无电流，因为恒定电压产生的磁场不发生变化。当接交变电压时能够产生。 解析（2）：因为电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线连接，副线圈也能够输出电流。,解析（3）：没有铁芯但靠得很近的原、副线圈的确存在互感关系，但它传输电能的效率太差，因
6、为大部分磁感线都流失在线圈外，漏失的磁感线不会在原、副线圈之间起传输电能作用。而铁芯由于被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯上，大大增强了变压器传输电能的效率。,原、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相同，由于原、副线圈中有交变电流而发生了互感现象，使电能可以通过交变磁场从原线圈到达副线圈。,归纳,变压器电路,2.电压与匝数的关系,闭合铁芯实现了电能-磁场能-电能的转换，由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失很小，为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型-理想变压器。,探究电压器两个线圈上的电压关系,下面我们通过使用多用电表测量交流电压
7、来定量分析理想变压器的变压规律。,理想变压器特点： （1）变压器铁芯内无漏磁。 （2）原、副线圈不计内阻。 理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比：,当n2 n1 时，U2U1,当n2 n1时，U2 U1,当n2 = n1时，U2=U1, 升压变压器, 等压变压器, 降压变压器,结论：理想变压器（这种忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器称为理想变压器）的原副、线圈的两端电压之比等于这两个线圈的匝数比。从能量角度看，变压器不能产生电能，它只是通过交变磁场传输电能 。,变压器内部,电源用变压器,电源隔离变压器,自耦调压器,单相变压器,全密封配电变压器（10 kV）,S9
8、型配电变压器（10 kV）,树脂浇注干式变压器,大型电力油浸变压器,课 堂 小 结,（1）铁心由心柱和铁轭两部分组成。 （2）理想变压器特点： 变压器铁芯内无漏磁。 原、副线圈不计内阻。 （3）变压器原、副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比。,高 考 链 接,1.（08海南卷7题）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源，副线圈接一个R27.5的负载电阻若U0220V，100Hz，则下述结论正确的是（） A. 副线圈中电压表的读数为55 V B. 副线圈中输出交流电的周期为110 W C. 原线圈中电流表的读数为0.5 A D. 原线圈中的输入功率为1
9、/100s,2.(07海南卷12题)某发电厂用2.2KV的电压将电能输出到远处的用户，后改为用22KV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为_ 。要将2.2KV的电压升高到22KV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是_匝。,100,1800,3.(07广东卷第7题)如图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n1/n2=1/20,加在原线圈的电压为u1=311sin100t（V），霓虹灯正常工作的电阻R=440k，I1、I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是（）,A. 副线圈两
10、端电压6220V，副线圈中的电流14.1mA。 B. 副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10.0mA。 C. I1I2,课 堂 练 习,1.在某交流电路中,有一正在工作的变压器,原副线圈匝数分别为n1=600,n2=120,电源电压U1=220V，原线圈中串联一个0.2A的保险丝,为了保证保险丝不被烧坏,则( ) A. 负载功率不超过44w B. 副线圈电流最大值不能超过1A C. 副线圈电流有效值不能超过1A D. 副线圈电流有效值不能超过0.2A,A C,2.如图所示，在图甲中是两根不平行的导轨，图乙中是两根平行的导轨，其它物理条件都相同，当金属棒MN在导轨上向右匀速运动时，在棒的运
11、动过程中，将观察到：（ ） A. 两个小电珠都发光，只是亮度不同 B. 两个小电珠都不发光 C. L2发光，L1不发光 D. L1发光，L2不发光,D,3.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为31，4个相同的好灯泡如图接入电路，已知副线圈一侧的3个灯泡均正常发光，则原线圈电路中串联的灯泡L的情况是（ ） A. L将要烧毁 B. L比另外3个灯要暗些 C. L正常发光 D. 不知输入电压，无法判断,C,教材习题答案,1.解答：恒定电流的电压加在变压器的原线圈上时，通过原线圈的电流是恒定电流，即电流的大小和方向不变。因此在副线圈中不会产生感应电动势，副线圈两端也没有电压，所以变压器不能改变恒定电流的电压。 2.解答：108匝 3.解答：1600匝,4.解答：降压变压器的副线圈应当用较粗的导线。根据理想变压器的输出功率等于输入功率即I1U1= I2U2，降压变压器的U2I1，即副线圈的电流大于原线圈的电流，所以，相比之下，副线圈应用较粗的导线。,5.解答：假设理想变压器的原线圈输入的电压U1一定，V1示数不变；当用户的用电器增加时，相当于R减小，副线圈电压U2=n2U1/n1不变，V1示数不变；因为R减小，所以，A2示数增大；因为理想变压器输入功率等于输出功率，有：P1=I1U1=P2=U2I2，U1、U2的值不变，I2增大，则I1增大，A1示数增大。,
