资源简介

(共20张PPT)
交变电流
3.3 变压器
学习目标
1.知道变压器的工作原理，并通过实验探究得出原、副线圈电压与匝数的关系。
2. 通过实验知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型。
3.会利用原、副线圈电压与匝数的关系解决相应的问题，并会用能量的观点理解变压器的工作原理。
讲授新课
高压输电：U > 100 KV
家庭用电：U = 220 V
手机充电：U = 5 V
输电线输送的是大于100KV的高压，而家庭用电的电压是220V，如何将高压降为220V？在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同， 那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？
讲授新课
原线圈
副线圈
变压器：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。
①铁芯：绝缘硅钢片叠合而成
②原线圈：
③副线圈：
与交流电源相连的线圈，也叫初级线圈
与负载相连的线圈，也叫次级线圈
副线圈
原线圈
U2
R
n1
n2
示意图
U1
铁芯
讲授新课
n1
n2
n1
n2
无铁芯
有铁芯
电路符号
工作原理：互感
变压器原副线圈不相通，那么在给原线圈接交变电压U1后，副线圈电压U2是怎样产生的？
若给原线圈接交变电动势 e1 =Em sinωt，则副线圈电动势e2 多大？
探究实验
一、实验目的
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
二、实验原理
1.实验电路图如图所示。
2.实验方法采用控制变量法
（1）n1一定，研究U2和n2的关系。
（2）n2一定，研究U2和n1的关系。
探究实验
三、实验器材
学生电源（低压交流，小于12 V）1个、可拆变压器1个（如图所示）、多用电表（交流电压挡）2个、导线若干。
探究实验
四、实验步骤
1.如图所示，连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。
实验探究
2.用多用电表的电压挡测原线圈的电压，记录到表格中。
3.保持原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，用多用电表分别测量副线圈的电压，把匝数、电压的对应数据记录在表格中。
4.保持副线圈匝数不变，改变原线圈匝数，用多用电表分别测量副线圈的电压，把匝数、电压的对应数据记录在表格中。
实验探究
五、数据处理
1.将不同的原、副线圈接入电路测出线圈两端的电压填入表中。
原线圈 匝数n1 副线圈 匝数n2 原线圈 电压U1 副线圈 电压U2
100 300 2 V
100 400 2 V
200 400 2 V
300 400 4 V
400 400 6 V
400 100 8 V
400 100 4 V
实验探究
2.由表格数据得出结论。
（1）当原线圈匝数不变、输入电压不变时，随着副线圈匝数增加，输出电压增大。进一步研究可知，副线圈电压与副线圈匝数成正比。
（2）当副线圈匝数不变、输入电压不变时，随着原线圈匝数增加，副线圈输出电压变小。进一步研究可知，副线圈电压与原线圈匝数成反比。
六、误差分析
1.由于漏磁，通过原、副线圈每一匝的磁通量不严格相等造成误差。
2.原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗（铜损），造成误差。
3.铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。
4.电表的读数存在误差。
实验探究
七、注意事项
1.在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。
2.为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱。
3.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测量电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
实验视频
随堂练习
1.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中：
（1）原线圈中接入的电源应是 　　　　 。
A.接入电压为220 V交流电源
B.接入学生电源12 V以下直流输出端
C.接入学生电源12 V以下交流输出端
答案：（1）C　
随堂练习
（2）对于实验过程，下列说法正确的是 　　　　 。
A.为便于探究，应该采用控制变量法
B.因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C.使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量
答案：（2）A
随堂练习
交变电流的描述
（3）若在实验中用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，下列说法正确的是 　　　　 。
　　　 实验次数 电压　　　 1 2 3 4
U1/V 0.90 1.40 1.90 2.40
U2/V 2.00 3.01 4.02 5.02
A.N1一定是原线圈 B.N2一定是原线圈
C.N1可能是副线圈 D.N2可能是副线圈
答案：（2）B
实验视频
变压器漏磁实验
实验视频
跳环实验
实验视频
跳环原理
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