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第三章　交变电流
理想变压器的基本关系及动态分析
精彩动图
15
15学习目标1、知道变压器的工作原理及应用2、掌握理想变压器的基本关系3、会处理理想变压器的动态分析问题一　变压器的原理
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二　理想变压器的基本关系
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三　理想变压器的动态分析
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1.变压器的构造：闭合铁芯 线圈
副线圈
原线圈
铁芯
2.变压器的示意图及电路符号：
铁芯
原线圈
副线圈
n1
n2
n1
n2
无铁芯
有铁芯
一、变压器原理
观察与思考：
变压器的工作原理
3.变压器的工作原理
—互感现象
n1
n2
铁芯
U1
U2
原线圈接交变电流
原线圈中产生交变磁场
副线圈产生感应电动势
原线圈
副线圈
I1
铁芯构成磁回路
I2
变压器的基本原理是
利用原线圈和副线圈之间的互感现象。
电能
磁场能
电能
(U1、I1)
(变化的磁场)
(U2、I2)
铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈
U1
U2
思考：若给原线圈接直流电压U1，能否得到副线圈电压U2
不能，因为恒定电流无法产生互感现象。
U1
U2
线圈电阻发热
涡流现象发热
漏磁损失能量
①铜损
②铁损
③磁损
能量损耗
特点：
无磁损、铜损、铁损
磁通量全部集中在铁芯内(不漏磁)
电能没有发热损耗
理想变压器
理想变压器无磁损，原、副线圈的磁通量都是。
理想变压器无内阻，
路端电压U等于电动势E。
①
②
升压变压器
降压变压器
变压器类型：
注意：匝数比一定时，输入电压（U1）决定输出电压（U2）
二、理想变压器基本关系的理解及应用
理想变压器输出功率等于输入功率
结论：原副线圈中的电流之比等于线圈匝数的反比
变压器高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制。
电流关系
理想变压器 ①没有能量损失(铜损、铁损)
②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基 本 关 系 功率关系 P入＝P出
电压关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关
电流关系 只有一个副线圈时，电流和匝数成反比；有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系
频率关系 原、副线圈中电流的频率相等
制约关系 电压 副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定
功率 原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定
电流 原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定
三、理想变压器的动态分析
解决理想变压器的动态分析问题的方法
1.根据题意分清变量和不变量．
2.弄清变压器动态变化的决定关系．
(1)原线圈与副线圈电压的决定关系．
(2)输入功率与输出功率的决定关系．
(3)原线圈与副线圈电流的决定关系．
3.判定变压器各量变化关系的基本思路程序
易错辨析
(1)保持Q位置不动，说明了哪些物理不发生变化？
审题设疑
(2)保持P位置不动，表明哪些物理量不会变化？
转 原题
(1)开关接a与接b对电路有何影响？
审题设疑
(2)电压表、电流表的示数反映电路的瞬时值吗？
(3)滑片P上移,怎样判断电表示数
含有变压器的动态电路问题的解题思路
方法提炼
针对训练
审题导析
1.交流电压（流）表只能表示交变电流的有效值.
2.可用变压器的知识结合欧姆定律来判断电压（流）表的变化.
3、如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器. V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示； A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是(　　)．
A．I1和I2表示电流的瞬时值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小
1.自耦变压器
U2
U1
A
B
P
自耦变压器
U1
U2
n1
n2
升压变压器
n1
n2
U1
U2
降压变压器
自耦变压器特点：
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
①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；
②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。
2.电压互感器（大电压变小电压）
使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数
问题1：交流电压表的有一定的量度范围，不能直接并联到高压电测量其电压值。那么如何用交流电压表间接地测量出高压电的电压值？
问题2：交流电流表的有一定的量度范围，不能直接串联到在大电流电路中的电流值。那么如何用交流电流表间接地测量出大电流电路中的电流值？
使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
3.电流互感器（大电流变小电流）
例6 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通
过电流互感器来连接，图中电流互感器 一侧线圈的匝数为100匝，工作
时电流为 ； 一侧线圈的匝数为2 000匝，工作时电流为 ，为了使
电流表能正常工作，则( )
A. 接 、 接 ，
B. 接 、 接 ，
C. 接 、 接 ，
D. 接 、 接 ，
√
1、（多选）如图所示， 、 是高压输电线，图中两电表示数分别是
和 ，已知甲图中原、副线圈匝数比为 ，乙图中原、副线
圈匝数比为 ，则( )
A.甲图中的电表是电压表，输电电压为
B.甲图是电流互感器，输电电流是
C.乙图中的电表是电压表，输电电压为
D.乙图是电流互感器，输电电流是
√
√
针对训练
2、(2024· 河北邯郸统考期末)（多选）如图所示，左侧一单匝导电圆环半径
，导电圆环与一个理想变压器的原线圈相连，导电圆环的电阻
不计，圆环中有垂直于圆环平面向里的磁场，磁感应强度 的变化率为
，变压器的副线圈两端与一个规格为“ ”
的小灯泡相连，小灯泡正常发光，则下列说法正确的是( )
A.变压器原线圈上电压的最大值为
B.副线圈上交变电流的频率为
C.原、副线圈的匝数比为
D.导电圆环中电流的最大值为
√
√
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