《变压器》教案全面版

教学课题：变压器

一．教学目标

【知识和技能】

1、知道变压器的构造．知道变压器是用来改变交流电压的装置．

2、理解互感现象，理解变压器的工作原理．

3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题．

4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．

5、理解变压器的输入功率等于输出功率．能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题．

6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因．

7、知道课本中介绍的几种常见的变压器．

【过程和方法】

1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯．

2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力．

3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义．

【情感、态度、价值观】

1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美．

2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．

3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．

二．教学重点、难点

重点：变压器工作原理及工作规律．

难点：1.理解副线圈两端的电压为交变电压．

2.推导变压器原副线圈电流与匝数关系．

3.掌握公式中各物理量所表示对象的含义．

三．教学仪器

投影仪、教学用变压器

四．教学方法

实验、讲授

五．教学过程

引入

1．电感对交变电流的作用？

2．电容对交变电流的作用？

3．互感是指？

新课

1．变压器的构造

原线圈、副线圈、铁心

2．变压器的工作原理

在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。

3．理想变压器

磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。4．理想变压器电压跟匝数的关系：

U 1/U 2= n 1/n 2

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

3

3

2211n U n U n U ===……。这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。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。在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。

5．理想变压器电流跟匝数的关系

I 1/I 2= n 2/n 1 （适用于只有一个副线圈的变压器）

说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U 1I 1= U 2I 2+ U 3I 3+U 4I 4+……再根据U 2=12n n U 1 U 3=13n n U 1 U 4=1

4n n

U 4……可得出：

n 1I 1=n 2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+…… 6．注意事项

（1）当变压器原副线圈匝数比(

2

1

n n )确定以后,其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的(即U 2=

1

2

n n U 1)但若副线圈上没有负载 , 副线圈电流为零输出功率为零 , 则输入 功率为零,原线圈电流也为零,只有副线圈接入一定负载,有了一定的电流,即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I 1=

1

2

n n I 2），同时有了相等的输入功率，（P 入=P 出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。

练习

【例1】如图16-1所示,理想变压器铁芯上绕有A 、B 、C 三个线圈，匝数比为n A :n B :n C =4:2:1,在线圈B 和C 的两端各接一个相同的电阻R ，当线圈A 与交流电源连通时，交流电流表A 2的示数为I 0，则交流电表A 1的读数为_______________I 0 。

【分析与解】此题如果轻易用电流强度与匝数成反比的关系来解，即

A

B

B A n n I I =得出I A =0.5I 0就错了。应该注意到变压器副线圈有多组，电流反比关系不成立，但电压与匝数成正比的关系还是成立的，应先根据这一关系求出

C 组线圈电压，再根据R 相等的条件求出C 组电流，由

B C B C n n U U =和R

U

I c c =，得I C =0.5I 0 .此后利用关系式

n A I A =n B n B +n C n C

即 4I A =2I 0+1×0.5I 0得I A =0.625I 0

【例2】将电阻R 1和R 2如图16-3甲所示接在变压器上，变压器原线圈接在电压恒为U 的交流电源上，R 1和R 2上的电功率之比为2：1，若其它条件不变，只将R 1和I 1，乙I 2之比。 U 2和U 3，易得 即 8

=??1

R 2

R ??……（2） 联列（1）式和（2）式解得

32n n =2

1 （2）设甲图中输出功率为P 1，则P 1=（

U n n n 1

3

2+）2/（R 1+R 2） 以R 1=2R 2，n 33

2

21=P P 输出功率，I 1：I 2=2：小结

123．注意事项

作业

六．教学反思：

友会聚集忧患。此外，若想让友谊地久天长。这需要技巧和判断力。有的朋友需近处，有的则需远交。不善言谈的朋友可能擅长写信。距离能净化近在身边无法容忍的缺陷。交友不宜只图快乐，