1、16 变压器学习目标 1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系，并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系.一、变压器的结构与原理1.变压器的结构：变压器包括三个基本组成部分，一个铁芯及两组线圈.两组线圈中的一组与电源相连，称为原线圈，也叫初级线圈；另一组接负载，称为副线圈，也叫次级线圈.2.变压器工作原理：当变压器的原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量，交变的磁通量穿过原线圈也穿过副线圈，在原、副线圈中都产生感应电动势.二、理想变压器的电压与匝数的关系1.理想变压器：
2、理想变压器中，原、副线圈电流产生磁场的磁感线都集中在铁芯内，且没有能量损耗.2.理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比，即 .U1U2 n1n2三、理想变压器的电流与匝数的关系1.理想变压器的输入功率(选填“” 、 “n2， n3n4C.甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D.乙图中的电表是电流表，输出端不可断路答案 CD7解析 题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器， n1n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器， n3n4，其中的电表为电流表，故选项 C、D 正确.1.电压互感器应并联接入电路，电流互感器应串联接入电路.
3、2.电压互感器是把高电压变成低电压，故原线圈匝数 n1大于副线圈匝数 n2.3.电流互感器是把大电流变成小电流，故原线圈匝数 n1小于副线圈匝数 n2.例 5 如图 9 所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值 U0220 V， n02 200 匝，挡位 1、2、3、4 对应的线圈匝数分别为 220 匝、500 匝、1 100 匝、2 200 匝.电动机 M 的内阻 r4 ，额定电压为 U220 V，额定功率 P110 W.下列判断正确的是( )图 9A.当选择挡位 3 时，电动机两端电压为 110 VB.当挡位由 3 变换到 2 时
4、，电动机的功率增大C.当选择挡位 2 时，电动机的热功率为 1 WD.当选择挡位 4 时，电动机的输出功率为 110 W答案 A解析 由电压与匝数的关系 U0 U3 n0 n3，解得 U3110 V，A 正确；当挡位由 3 变换到 2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B 错误；在额定功率的情况下，电动机的额定电流为 I 0.5 A，热功率 Pr I2r1 W，输出功率为 P Pr(1101) W109 W，D 错误；PU当没有达到额定功率时，热功率小于 1 W，C 错误.1.(变压器的工作原理)(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是( )A.每匝线圈中磁通量的变化率B.
5、交变电流的频率C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率8D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势答案 ABC2.(理想变压器基本关系的应用)(多选)如图 10 所示，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A.以下判断正确的是( )图 10A.变压器输入功率为 484 WB.通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比 n1 n2113答案 BD解析 变压器的输入功率等于输出功率 P1 P2 I
6、2U22.260 W132 W，选项 A 错误； ，选项 D 正确；由 得 I1 I2 2.2 A0.6 A，选项 B 正确；n1n2 U1U2 22060 113 I1I2 n2n1 n2n1 311根据 I 得通过副线圈的电流的最大值 I2m I2 A，选项 C 错误.Im2 2 115 23.(理想变压器的动态分析)如图 11 所示，理想变压器原线圈输入电压 u Umsin t ，副线圈电路中 R0为定值电阻， R 是滑动变阻器. 和 是理想交流电压表，示数分别用 U1和 U2表示； 和 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( )图 11A.I1和 I2表示
7、电流的平均值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、 I2变大答案 C解析 电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项 A、B 错误.根据 得U1U2 n1n29U2 U1， U1不变，则 U2不变，滑片 P 向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，n2n1由闭合电路欧姆定律知 I2变大，根据 得 I1 I2， I1变大，故 C 正确，D 错误.I1I2 n2n1 n2n14.(互感器)(多选)如图 12 所示， L1、 L2是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V 和 10 A，已知甲图中原
8、、副线圈匝数比为 1001，乙图中原、副线圈匝数比为 110，则( )图 12A.甲图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 VB.甲图是电流互感器，输电电流是 100 AC.乙图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 VD.乙图是电流互感器，输电电流是 100 A答案 AD解析 根据 ，有 U1 U2 220 V22 000 V，故 A 正确；题图甲是电压互感器，U1U2 n1n2 n1n2 1001故 B 错误；题图乙是电流互感器，电表是电流表，故 C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比 ，有 I1 I2 10 A100 A，故 D 正确.I1I2 n4n3 n4n3 101
