7.3 变压器 课件-2026-2027学年高二下学期物理沪科版选择性必修第二册

变压器（第一课时） 不同用电器铭牌 移动电源 便携式计算机 扩音器 常见变压器 一、变压器的组成 铁芯 线圈 接入线圈匝数100匝 变压器 的组成 一、变压器的组成 铁芯 线圈 变压器 的组成 原线圈 （或初级线圈） 副线圈 （或次级线圈） 一、变压器的组成 变压器原理图 变压器符号 铁芯 原、副线圈 一、变压器的组成 n2=200匝 n2=800匝 二、变压器的工作原理 思考：视频中副线圈并未与原线圈直接接触，是如何让小灯泡发光的呢？ 感应电流 电磁感应现象，在副线圈中产生感应电动势 如果猜想正确，当通交流电时，小灯泡会亮起；通直流电时，小灯泡会熄灭。 二、变压器的工作原理 直流电方向不变，但大小可能变化，有可能第二次连接的是大小改变的直流电。 二、变压器的工作原理 变压器工作原理：电磁感应原理 电能→磁场能→电能 三、变压器原、副线圈电压与匝数的关系 思考：哪些因素可能影响输出电压的大小？ 输入电压 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 提出问题：变压器输入和输出电压与原、副线圈匝数的关系？ 实验原理：原线圈接通电流时，所激发的交变磁场的磁感线沿铁芯形成回路，并在副线圈中产生感应电动势。 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 思考：尝试设计实验方案和实验数据记录表格。 控制变量 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 n2=200匝 n2=800匝 n2=1400匝 U1=4V U1=6V 输入电压不变 线圈匝数不变 实验 次数 原线圈 匝数n1 原线圈 电压U1 副线圈 匝数n2 副线圈 电压U2 1 100 2V 200 3.80 2 100 2V 800 15.33 3 100 2V 1400 26.1 输入和输出电压的比值总是和原副线圈匝数比很接近。 电压之比略大于匝数之比 0.53 0.5 0.13 0.125 0.08 0.07 0.53 0.5 0.58 0.5 0.51 0.5 实验结论：原、副线圈的输入电压和输出电压之比近似等于原、副线圈匝数之比。 实验 次数 原线圈 匝数n1 原线圈 电压U1 副线圈 匝数n2 副线圈 电压U2 1 100 2V 200 3.80 2 100 4V 200 6.95 3 100 6V 200 11.79 思考：变压器工作时，是电能→磁场能→电能，能否完全转化？如果不能，能量损耗体现在哪些方面？ 输入电功率P1 变压器 输出电功率P2 铁芯涡流损耗功率 导线焦耳热损耗功率 其他损耗功率 减小线圈电阻 高电阻率硅钢做铁芯材料；多层相互绝缘的硅钢片制成铁芯。 降低损耗 多层相互绝缘的硅钢片制成铁芯，硅钢片表面涂覆有绝缘漆膜，安装时要硅钢片表面与磁感应强度的方向平行。 闭合铁芯减少漏磁 理想变压器 1、变压器的输入功率P1等于它的输出功率P2。 2、原线圈的输入电压和副线圈的输出电压之比等于它们的匝数之比。 三、变压器原、副线圈电压与匝数的关系 变压器原理图 E1 E2 在不计两线圈阻抗、忽略各种损耗的情况下： U1 U2 理想变压器 1、变压器的输入功率P1等于它的输出功率P2。 2、原线圈的输入电压和副线圈的输出电压之比等于它们的匝数之比。 n1<n2 升压变压器 n1>n2 降压变压器 三、变压器原、副线圈电压与匝数的关系 示例：理想变压器的原线圈匝数 n1=2200 匝，输入电压为 220V 。为了使副线圈得到 36V 输出电压，副线圈匝数 n2 应为多少？ 所以，副线圈需要360匝 小结 电磁感应定律的应用 自感现象 交流电 涡流 变压器 组成 工作原理 电磁感应原理 P1=P2 理想 变压器 电能→磁场能→电能 作业 请同学们完成课后练习。 变压器（第二课时） 复习回顾 变压器原理图 理想变压器 1、P1=P2 2、 思考：尝试推导理想变压器原、副线圈电流之比和匝数之比的关系？ 对理想变压器： P1=P2 P=UI 只适用于一个副线圈的变压器 示例1：一台理想升压变压器的原线圈为500匝，副线圈为15000匝，原线圈接在220V的交流电源上，通过原线圈的电流为3.0A。试求： （1）副线圈两端的电压； （2）原线圈的输入功率和副线圈的输出功率； （3）副线圈电路中的电流。 （1） （3） （2） 四、电能的输送 思考：增加输电距离会对电能输送带来怎样的影响？ 远距离输电 西电东输 实验器材 实验：探究输电距离增加对电能输送带来的影响？ 2V电压 接入电路的 镍铬丝变长 3V电压 实验：探究输电距离增加对电能输送带来的影响？ 因为镍铬丝也有电阻，接入电路的镍铬丝越长，导线整体电阻越大、分压更多，导致灯泡分压变少，小灯泡的功率也逐渐降低，所以灯泡亮度变暗。 思考：如何减小输电线路功率损耗？ 减小输电线损耗热功率 减小通过输电线的电流 减小输电线的电阻 减小输电线电阻率 减小输电线长度 增大输电线横截面积 ——P=UI 减小功率 增大电压 —— 输电线损耗热功率： 适当调整 适当调整 难以实现 理论推导： 2V电压 接入电路的 镍铬丝变长 3V电压 输电线损耗热功率 输电电压越高、输电线损耗的热功率越小。 五、远距离高压输电 在发电厂内用升压变压器升压后再向远方输送电能，利用高压输电减少输送电路上的电能损耗。高压电输送到用电区后，再进行降压。 我国远距离输电一般将35~220kV的输电电压叫做高压输电，330~765kV的输电电压叫超高压输电，1000kV以上的输电电压叫做特高压输电。 五、远距离高压输电 远距离输电原理 1、 P1 P2 P3 P4 2、思考：I2和I3是否相等？U2和U3是否相等？ = = I2=I3 U2=U线+U3 （1）设升压变压器的输入电压为U1，输出电压为U2，输入电流为I1，输出电流为I2；降压变压器的输入电压为U3，输出电压为U4。 示例2：发电机输出功率40kW，输出电压400V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1:5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 ，到达用户后再用变压器降为220V。求： （1）输电线上损失的电功率； （2）降压变压器的变压比。 （1） （2） 特高压直流输电工程上海奉贤站换流设备 特高压直流输电线路 小结 电磁感应定律的应用 自感现象 交流电 涡流 变压器 组成 工作原理 电磁感应原理 P1=P2 理想 变压器 远距离输电 电能输送 电能→磁场能→电能 作业 请同学们完成课后练习。 null 7053.081 null 3056.3298 null 14158.306 null 8071.861 Lavf58.20.100 null 3918.3743 Lavf58.20.100 null 3056.3298 null 30720.234 null 10318.361 null 7601.655 null 13583.62 null 6191.0366 null 10893.047 null 13008.935 null 15229.311 null 14471.7705 null 7523.287 null 9090.624 null 12120.784 null 6295.527 null 14419.526 null 10109.385 null 3056.3298 null 5851.4434 null 9978.774 null 9195.112 $