新疆克拉玛依市第十三中学 2014 年高中物理 变压器教案 新人教版选修 3Ⅰ. 变压器的构造和原理(1)构造:变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈与交流电源相连,叫做原线圈,也叫初级线圈;另一个线圈与负载连接,叫做副线圈,也叫次级线圈。两个线圈都是绝缘导线绕制成的.铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。(2)工作原理互感现象是变压器工作的基础(工作原理是法拉第电磁感应定律)。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相连,副线圈也能够输出电流。在输入电压一定时,原线圈、副线圈取不同的匝数,副线圈输出的电压也不一样,变压器由此得名。由于互感现象.才使得原、副线圈虽不相连,电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈。铁芯的作用:原线圈电流产生的磁场被铁芯约束在铁芯内,忽略漏磁,认为通过原线圈和副线圈的磁通量总相等Ⅱ. 理想变压器的规律(1)理想变压器的特点:忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器,磁通量全部集中在铁芯内,称为理想变压器。理想变压器的输入功率等于输出功率。即 P1=P2。(2)理想变压器电压和匝数的关系由于没 有 漏磁,所以穿过原线圈和副线圈的磁通量总相等,所以在△t 时间内,原、副线圈的磁通量的变化量△φ 也相同。根据法拉第电磁感应定律知,原、副线圈产生的感应电动势 E1、E2分别为:和由于不计原、副线圈内阻,线圈两端的电压等于各自的电动势。即:U1=E1;U2=E2所以: 变形为:从上面的式子可以看出副线圈的输出电压 U2 原线圈的输入电压 U1 和原、副线圈的匝数n1、n2共同决定,当原线圈的输入电压 U1为定值时,改变原、副线圈的匝数 n1和 n2,就可以改变副线圈的输出电压 U2的数值了。变 压器的名称就是如此得来的。变压器不能改变恒定电流的电压。(思考:为什么?)例 1:如图所示的理想变压器原线圈的电压是 11V,匝数是 40匝,欲使副线圈得到 220V 的电压,则副线圈的匝数是多少? 说明:对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关 系,不仅适用于原、副圈只有一个的情况,而且适用于 多个副线圈的情况。即有=……。这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内。因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的,每匝线圈产生相同的电动势,因此每组线圈的电动势与匝数成正比。在线圈内阻不...