学案6 变压器
[学习目标定位] 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．
1．当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感．利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈．
2．电流在一段电路上做功的功率P等于电流I与这段电路两端的电压U的乘积，即P＝UI.
一、变压器的结构与原理
1．变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两组线圈组成的，与交流电源连接的线圈叫原线圈，也叫初级线圈，与负载连接的线圈叫副线圈，也叫次级线圈． 2．变压器的原、副线圈并不相连，电能从原线圈通过磁场传输给副线圈． 二、变压器的电压与匝数的关系
U1n1理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比，即＝.
U2n2三、电流与匝数的关系
I1n2
理想变压器原、副线圈中的电流I1、I2与它们的匝数n1、n2的关系：＝.
I2n1四、电压互感器和电流互感器
1．电压互感器是一种降压变压器，它的初级并联在高压交流线路上，次级则与交流电压表相连．
2．电流互感器是一种升压变压器，它的原线圈串联在被测交流电路中，副线圈与交流电流表相连.
一、变压器的原理及电压与匝数的关系 [问题设计]
把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈通过开关连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上(如图1所示)．
图1
(1)小灯泡能发光吗？为什么？
(2)若小灯泡发光，那么小灯泡两端电压与什么因素有关？
(3)若将原线圈接到恒定的直流电源上，小灯泡亮不亮？分析讨论小灯泡亮或不亮的原因．
答案 (1)能发光，当左边线圈加上交变电压时，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，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光． (2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率
ΔΦΔt
都相同，若左边匝数为n1，则E1
E1n1ΔΦΔΦ
＝n1；若右边匝数为n2，则E2＝n2，故有＝；若忽略左边线圈的电阻，
ΔtΔtE2n2则有E1＝E电源，这样看来小灯泡两端电压与左侧交流电源电动势及两线圈匝数n1
比都有关系． n2
(3)不亮．原线圈接到恒定直流电源上，通过原线圈的电流的大小、方向均不变，它产生的磁场通过副线圈的磁通量不变，因此在副线圈中不会产生感应电动势，副线圈两端没有电压，所以小灯泡不亮．这种现象说明，变压器不能改变恒定电流的电压． [要点提炼]
1．互感现象是变压器的工作基础．因此变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(后两空填“变化”或“恒定”)
2．变压器不能(填“能”或“不能”)改变交变电流的频率． 3．变压器中的电压关系： U1n1
(1)只有一个副线圈：＝.
U2n2
U1U2U3
(2)有多个副线圈：＝＝＝……
n1n2n34．原、副线圈的地位
(1)原线圈在其所处回路中充当负载． (2)副线圈在其所处回路中充当电源． 二、理想变压器中的功率关系及电流关系 [问题设计]