变压器教案

一．教学目的：

１．了解变压器的工作原理．

２．掌握电压、电流与原、副线圈匝数的关系，并能灵活应用． ３．了解几种常见的变压器． 二．重点难点：

１．重点：电压、电流与原、副线圈匝数的关系及其灵活应用． ２．难点：变压器的工作原理． 三．过程：

引入：大型发电机发出的交流只有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压．家庭用电一般只需要220V的电压．在实际应用中常常需要改变交流的电压，变压器就是改变交流电压的设备．

变压器的构造：（让学生看课件变压器的构造部分）结合课件教师介绍变压器的构造．如右图，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯i2i1上的两个线圈组成的．与电源相连的线圈叫原线圈（也叫初～级线圈），另一个线圈跟负载

φ1φ2相连，叫副线圈．铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，线

圈由绝缘导线绕制而成．结合课件介绍升压变压器和降压变压器．

变压器的工作原理：教师提问学生，变压器的原、副线圈是否连在一起？学生回答：不是．教师启发：既然原、副线圈不连在一起，变压器是如何传送电的呢？学生思考后，让学生观看课件变压器工作原理部分．

结合课件教师讲解．

当原线圈中通交变电流时，在铁芯中产生产生交变的磁通量．这个磁通量同时穿过原、副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生产生交变的磁通量．这个磁通量同时穿过原、副线圈，在原、副线圈中同样都要引起感应电动势，这就叫做互感现象．互感现象是变压器工作的基础．

（再看课件）由于互感现象，原、副线圈虽然不连在一起，电能却可以通过磁场从原线圈到达副线圈．

教师启发：变压器在传送电能时，电压与电流与线圈的匝数有没有关系？看课件，结合课件讲解．

教师先帮助学生建立理想化模型：理想变压器．

１．忽略原、副线圈各种电磁能量损失，认为原、副线圈中的电流共

同产生的磁通量都通过铁芯．

２．忽略原、副线圈的电阻． 通过建立理想模型，结合课件知道穿过原、副线圈的交变磁通量相同，因而这两个线圈的每匝产生的感应电动势相等．设穿过铁芯的磁通量是φ，原、副线圈中产生的感应电动势分别是Ｅ1=n1可得

△△，Ｅ２=n２．因此△t△tE1n＝1 E2n2Ｅ1起阻碍电流变化的作用，跟加在原线圈两端的电压Ｕ１的作用相反，不考虑线圈电阻时，Ｕ１＝Ｅ1．副线圈相当于一个无内阻的电源，因而有Ｕ２＝Ｅ２．于是得

U1n＝1 （１） U2n2教师提问：对理想变压器工作时有无电能损失？（学生回答：无） 对理想变压器输入的电功率Ｐ1与输出的电功率Ｐ2相等，即U１I1=Ｕ２

I2，可得

I1n＝1 （２） n2I2让学生看课件验证上面的（１）、（２）两个等式．

教师启发：上面是只有一个副线圈时，电流、电压与线圈匝数的关系， 当有两个副线圈时上述关系时是否仍成立？学生思考．

看课件后，让学生回答，然后教师讲解．

因为线圈的每匝产生的感应电动势相等，对理想变压器，当有两个副线圈时电压关系仍满足Ｕ１：Ｕ２：Ｕ３＝ｎ１：ｎ２：ｎ３ （３）

又因为U１I1=Ｕ２I2＝Ｕ３I３，所以I1ｎ１= I2ｎ２＋I３ｎ３ （４） 例：如右图，理想变压器三个线圈的匝数比为ｎ１：ｎ２：ｎ３＝10：5：1，其中ｎ１作为原线I1I2圈接到220V的交流电源上,两个副线圈ｎ２、ｎ３

R2n2分别与电阻R2、R3组成闭合回路．通过R3的电

n1～流I３=2A，电阻R2＝110Ω．求通过电阻R2的电n3R3流和通过原线圈的电流．

让学生练习，叫两个学生到讲台上做．（I2

＝1A， I1=0.7A）

教师提问：变压器是否只能传送交流？能否传送直流？学生思考． 看课件火花塞部分．可见只要原线圈中的电流发生变化，副线圈终究有电流．变压器不能传送恒定电流．

最后教师出示几种常见变压器模型，介绍几种常见的变压器及其用途．特别提醒同学们注意电压互感器与电流互感器在电路中的连接方式