变压器学案

变压器学案

方丽娜

内蒙古兴安盟乌兰浩特一中方丽娜

目标1．知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。

2．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。

重点探究变压比和匝数比的关系。

方法实验探究法、阅读法、讲解法。

器材学生电源、可拆变压器、交流电压表、灯泡

学习过程

问题1如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。

（1）小灯泡可能发光吗？说出你的理由。

（2）实验中能量是如何传递的？

（3）闭合铁芯有什么作用？

（4）变压器实际工作时，哪些方面的原因会引起电能损耗？

（5）阅读课本完成下列问题：

①变压器就是由和构成的。

②，叫原线圈，也叫；，叫副线圈，也叫。

③铁芯由叠合而成，现象是变压器工作的基础。

④画出变压器的结构示意图和符号。

规定原线圈两端电压为U1（输入电压），匝数为n1，电流为I1，输入功率为P1；副线圈两端电压为U2（输出电压），匝数为n2，电流为I2，输出功率为P2。

问题2探究变压器线圈两端的电压与线圈的匝数有什么关系？

（1）探究准备

①器材学生电源，能提供3V、6V、9V等；两个交流电压表，量程0~10V和0~30V；变压器，一个线圈100匝、400匝，另一个线圈200匝、800匝、1600匝。

②探究多个变量之间关系的研究方法是：。

（2）探究过程

①写出操作步骤，画出电路图；②设计表格，将结果填入；③总结结论。

A.先保持原线圈的电压和匝数不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响

例如，原线圈接低压交流电源V，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2=、、，用交流电压表分别测出副线圈两端的电压。

B．再保持原线圈的电压和副线圈的匝数不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响

例如，原线圈接低压交流电源V，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1=、、，用交流电压表分别测出副线圈两端的电压。

注意要事先推测副线圈两端电压的可能数值。

（3）理论推导

①原线圈中产生的感应电动势是。

②副线圈中产生的感应电动势是。

③忽略能量损失，原、副线圈中产生的感应电动势关系：。

④原、副线圈电阻不计，原、副线圈两端电压与电动势的关系分别为：、。由此可得，原、副线圈的电压与匝数的关系为：。

【针对训练】一台理想变压器原线圈的匝数为4400匝，与220V的电源相连。当副线圈接入额定电压为36V的灯泡时，能够正常发光，则变压器副线圈的匝数为（）。

A.36匝B.72匝C.720匝D.1440匝

问题3理想变压器输入的电功率和输出的电功率的关系：。

（1）输入功率为，

（2）输出功率为。

（3）由此可得理想变压器（只有一个副线圈）电流与匝数的关系为。

【针对训练】一理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻。（电压表和电流表接在副线圈上）

（1）当原线圈接在44V直流电源电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为______A。

（2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为_______A，此时输入功率为_______W。