内容正文:
第三节 变压器
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必备知识 自主学习
关键能力 合作探究
课堂检测 素养达标
课时作业 巩固演练
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[知识梳理]
一、认识变压器
1.变压器的构造
由 和绕在铁芯上的两个线圈组成,如图所示。
闭合铁芯
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(1)原线圈:与 连接的线圈,也称为 。
(2)副线圈:与 连接的线圈,也称为 。
电源
初级线圈
负载
次级线圈
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2.原理: 现象是变压器的工作原理。原线圈中的交变电流,在铁芯中产生变化的 ,这个变化的磁通量不仅穿过原线圈,也穿过副线圈,并在副线圈中产生 。
3.作用:改变交变电流的 ,不改变交变电流的 和 。
互感
磁通量
感应电动势
电压
周期
频率
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二、探究变压器的电压与匝数的关系
1.(1)实验电路图:
(2)实验方法:控制变量法,保持输入电压U1不变
①n1一定,研究n2和U2的关系。
②n2一定,研究n1和U2的关系。
(3)分析数据,得出结论。
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能量损失
匝数
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√
√
×
×
√
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2.情景思考
如果将变压器的原线圈接到直流电源上,在副线圈上还能输出电压吗?
提示:不能。变压器的工作原理是互感现象,在原线圈上接直流电源,在铁芯中不会形成变化的磁场,所以在副线圈上不会有感应电动势产生。
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(1)两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光?
(2)若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗?为什么?
提示:(1)当左边线圈加上交流电压时,左边线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生周期性变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律知,在右线圈中会产生感应电动势,右线圈作为电源给小灯泡供电,小灯泡就会发光。
(2)不发光,因为无法在副线圈中产生感应电动势。
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1.理想变压器的特点
(1)原、副线圈的电阻不计,不产生热量。
(2)变压器的铁芯无漏磁,原、副线圈磁通量无差别。
(3)变压器自身的能量损耗不计,原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率。
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2.工作原理
原线圈上通有交变电流时,铁芯中产生交变磁场,即在副线圈中产生交变磁通量,从而在副线圈中产生交变电动势;当副线圈接负载时,副线圈相当于交流电源向外界负载供电。从能量转化角度看,变压器是把电场能转化为磁场能,再将磁场能转化为电能的装置。一般地说,经过转化后电压、电流均发生了变化。
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[答案] D
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理想变压器的四点注意
(1)变压器不能改变直流电压。
(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率。
(3)理想变压器本身不消耗能量。
(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
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针对训练
1.一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原来线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1 V。按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
A.1 100,360 B.1 100,180
C.2 200,180 D.2 200,360
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答案:B
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2.(多选)如图所示,将额定电压为60