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3.3 科学探究：变压器
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鲁科版选择性必修二（2019）
新课导入
家用电器的电压
家庭供电是220V,怎样满足我们
对不同用电器的需求呢？
变压器就是改变交流电压的设备
变压器
形形色色的变压器
城乡变压器
各式变压器
可拆式变压器
变电站的大型变压器
2.示意图
一、变压器的构造
铁芯
原线圈
副线圈
3.电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
n1
n2
1.构造：
（1）闭合铁芯
（2）原线圈(初级线圈)
（3）副线圈(次级线圈)
二、变压器的原理
原线圈
副线圈
铁芯
U1
U2

n1
n2
~
0
u
t
互感
思考:若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2?
=0
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
什么是理想变压器？理想变压器线圈 两端的电压与匝数之间有什么关系？
线圈电感无穷大
无功率损失
无磁通损失
理想变压器的特点：
理想变压器模型
——没有能量损失的变压器
实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。
通过实验探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。
实验探究
～
～
E1=n1??/ ?t
E2=n2??/ ?t
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1
U2=E2
理论推导
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器
2、n2 三、理想变压器变压规律
理想变压器原副线圈的电流与匝数之间有什么关系呢？
理想变压器输入功率等于输出功率
即:
U1I1=U2I2
P入= P出
四、理想变压器的变流规律
理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比
此公式只适用于一个副线圈的变压器
有一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流关系
（1）电压关系
（2）电流关系
根据P入=P出，I1U1=I2U2+I3U3
I1n1=I2n2+I3n3
几种常用变压器
1.自耦变压器
U2
U1
A
B
P
U1
U2
n1
n2
升压变压器
n1
n2
U1
U2
降压变压器
自耦变压器的原副线圈共用一个线圈
特点：只有一个线圈，可升压，也可降压
调压变压器
特点：属于自耦变压器，但电压可连续调节
2.互感器

A
电流互感器
电压互感器
V

使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数
钳式电流仪
例1、变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1，当导线AB在匀强磁场中作匀速运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12mA，则电流表2的示数为（ ）
A．3mA B．48mA
C．与R的阻值有关 D． 0
例2、（多选）如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A．下列判断中正确的是(　　)
A．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1
B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1
C．电流表A2的示数为1.0 A
D．电流表A2的示数为0.4 A
例3、如图所示，理想变压器的交流电输入电压U1＝220 V，有两组副线圈，其中n2＝36匝，标有“6 V　9 W”和“12 V　12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：
(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3；
(2)原线圈中的电流I1.
例4、（多选）如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则
A.保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大
B.保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率增大
C.保持U1不变，S合在a处时，使P上滑，I1将增大
D.保持P的位置不变，S合到a处时，若U1增大，I1将增大
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器：
三、理想变压器的变压、变流规律：
小结
P入＝P出
变压器不改变交变电流的频率．

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