1、3.3 变压器（第变压器（第2课时课时）选择性必修第二册选择性必修第二册【学习目标】【学习目标】1 1.几种常见的变压器2 2.变压器的动态分析【复习回顾】【复习回顾】1.理想变压器中的几个理想变压器中的几个关系关系 特别提醒：特别提醒：(1)输入功率等于输出功率,即P1=P2。 1.(1.(多选多选) )如图所示，将额定电压为如图所示，将额定电压为60 V60 V的用电器，通过一理的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关想变压器接在正弦交变电源上闭合开关S S后，用电器正常工后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表作，交流电压表和交流电流表( (均为理想电表均为理想电表) )的
2、示数分别为的示数分别为220 V220 V和和2.2 A2.2 A以下判断正确的是以下判断正确的是( () )A A变压器输入功率为变压器输入功率为484 W484 WB B通过原线圈的电流的有效值为通过原线圈的电流的有效值为0.6 A0.6 AC C通过副线圈的电流的最大值为通过副线圈的电流的最大值为2.2 A2.2 AD D变压器原、变压器原、副线圈匝数比副线圈匝数比n n1 1n n2 2113113答案：BD探究一几种常见的变压器情境探究如图所示的两个变压器称为自耦变压器,(1)两个变压器中哪一个是升压变压器?(2)在输入电压U1一定的情况下,要提高输出电压,甲、乙两图中的滑动触头应如
3、何移动?要点提示 (1)乙是升压变压器。(2)甲图中滑动触头应向上移动;乙图中滑动触头应向下移动。知识归纳1.自耦变压器自耦变压器图甲所示是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。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;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。调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图乙所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,AB之间加上输入电压U1,移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。2.互感器互感器 分类电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接 并联在高压电路中串联在待测电路中副线圈的连接 连接电压表连接
4、电流表互感器的作用 将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的关系式I1n1=I2n2(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志。测量仪器不同,电压互感器用电压表,电流互感器用电流表。原、副线圈匝数关系不同。原线圈接线方式不同,前者接在火线和零线间,后者接在火线上。(3)使用互感器时,一定要将互感器的外壳和副线圈接地。2.如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原、副线圈的匝数之比为中变压器原、副线圈的匝数之比为k1，电压表读数为，电压表读数为U；乙图中变压器原、副线；乙图中变压器原、副线圈的匝
5、数之比为圈的匝数之比为k2，电流表读数为，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为分别为 ()答案：B3.3.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，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，如图所示。电流互感器通常要通过电流互感器来连接，如图所示。电流互感器abab一侧一侧线圈的匝数较少，工作时电流为线圈的匝数较少，工作时电流为I Iabab；cdcd一侧线圈的匝数较多，一侧线圈的匝数较多，工作时电流为工作时电流为I Icdcd。为了使交流电流表能正常工作，则。为了使交流电流表能正常工作
6、，则 ( () )A Aabab接接MNMN、cdcd接接P PQ Q，I Iabab I IcdcdC Cabab接接P PQ Q、cdcd接接MNMN，I Iabab I Icdcd答案：B4 4一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a a、b b间间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c c、d d间作为副线圈。在间作为副线圈。在a a、b b间输入电压为间输入电压为U U1 1的交变电流时，的交变电流时，c c、d d间的输出电压为间的输出电压为U U2 2
7、。在将滑动触头。在将滑动触头从从M M点顺时针旋转到点顺时针旋转到N N点的过程中点的过程中 ( () )A AU U2 2U U1 1，U U2 2降低降低B BU U2 2U U1 1，U U2 2升高升高C CU U2 2U U1 1，U U2 2降低降低D DU U2 2U U1 1，U U2 2升高升高解析：解析：a a、b b间原线圈的匝数大于间原线圈的匝数大于c c、d d间副线圈的匝数，在滑动触头间副线圈的匝数，在滑动触头由由M M点移动到点移动到N N点的过程中，副线圈的匝数进一步减小，由变压器工点的过程中，副线圈的匝数进一步减小，由变压器工作原理作原理 知，知，U U2 2
8、U U1 1，且，且U U2 2降低，选项降低，选项C C正确。正确。2121nnUU答案：C1.理想变压器各量的制约关系理想变压器各量的制约关系(1)电压制约:输入电压U1决定输出电压U2。(2)功率制约:P出决定P入,这体现了能量守恒的特点。(3)电流制约:输出电流I2决定输入电流I1。探究二理想变压器的动态分析(1)(1)抓住三个决定原则：输入电压抓住三个决定原则：输入电压U U1 1决定输出电压决定输出电压U U2 2；输出电流；输出电流I I2 2决定输入电流决定输入电流I I1 1；输出功率；输出功率P P2 2决定输入功率决定输入功率P P1 1。(2)(2)把副线圈当作把副线圈
9、当作电源，研究副线圈电路电阻变化。电源，研究副线圈电路电阻变化。(3)(3)根据闭合电路的欧姆定律，根据闭合电路的欧姆定律，判断副线圈电流的变化、功率的变化。判断副线圈电流的变化、功率的变化。(4)(4)根据理想变压器的变根据理想变压器的变压规律、变流规律和功率规律判断原线圈电流的变化及输入功率压规律、变流规律和功率规律判断原线圈电流的变化及输入功率的变化。的变化。 2. 2.理想变压器动态问题的处理方法理想变压器动态问题的处理方法4.4.多选多选 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡两个相同的灯泡L L1 1和和L L2 2，
10、输电线的等效电阻为，输电线的等效电阻为R R。开始时，开。开始时，开关关S S断开。当开关断开。当开关S S接通时，以下说法正确的是接通时，以下说法正确的是 ( () )A A副线圈两端副线圈两端M M、N N的输出电压减小的输出电压减小B B副线圈输电线等效电副线圈输电线等效电阻阻R R上的电压增大上的电压增大C C通过灯泡通过灯泡L L1 1的电流减小的电流减小D D原线圈中的电原线圈中的电流增大流增大思路点拔：思路点拔： 解析解析 由于输入电压不变，当由于输入电压不变，当S S接通时，理想变压器副线圈接通时，理想变压器副线圈M M、N N两两端输出电压不变。并联灯泡端输出电压不变。并联灯
11、泡L L2 2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过，总电阻变小，由欧姆定律知，流过R R的电流增大，等效电阻上的电压的电流增大，等效电阻上的电压U UR RIRIR增大。副线圈输出电流增大，增大。副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率根据输入功率等于输出功率I I1 1U U1 1I I2 2U U2 2，得原线圈输入电流，得原线圈输入电流I I1 1也增大。也增大。U UMNMN不变，不变，U UR R变大，所以变大，所以U UL1L1变小，流过灯泡变小，流过灯泡L L1 1的电流减小。故的电流减小。故A A错误，错误，B B、C C、D D正确。正确。5.如图为一与电源相接的理想变压器,
12、当副线圈中的负载电阻变小时,则原线圈中的电流I1;副线圈中的电流I2。(选填“变大”“变小”或“不变”)答案 变大变大AVR1R2SD D. U . U 不变、不变、I I 减小、减小、P PR1 R1 不变不变答案：D一、几种常见的变压器一、几种常见的变压器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器二、变压器的动态分析：二、变压器的动态分析：1 1两类问题两类问题：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。2.2.基本思路：基本思路：抓住三个决定原则抓住三个决定原则, ,分清动态变化中哪个量分清动态变化中哪个量变化变化, ,结合串、并联电路的特点、欧姆定律及变压器各物结合串、并联电路的特点、欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定。理量间因果关系依次确定。
