《变压器》导学案2.pdf
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1、1 变压器 学习目标 (一)知识与技能 1、知道变压器的构造及几种常见的变压器 2、用实验探究变压比关系,认识变压器的原理基础 3、理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,并能用它分析解决有关问题。 4、知道理想变压器是一种化模型和能量守恒关系的应用。 (二)过程与方法 利用实验法使学生通过对变压器的客观认识去理解客观实在性。 (三)情感态度与价值观 通过类比的方法,培养学生的逻辑思维能力。 重 点:理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系 难 点:能量守恒关系的应用 【自主学习】 要点一变压器两线圈电压、电流与匝数的关系 1对理想变压器,穿过两个线圈的磁通量始终相同,原线圈产生的电动势为
2、E1 n1 t , 副线圈产生的电动势为E2 n2 t , E1 E2 n1 n2. 2互感器 (1)电压互感器:用来把高电压变成低电压,它的原线圈并联在高压电路L,副 线圈接入交流电压表,如图542 甲所示 图 5 42 2 (2)电流互感器:用来把大电流变成小电流,副线圈比原线圈匝数多,线圈串联 在被测电路中,副线圈接入交流电流表,如图542 乙所示 要点二解决变压器问题的思路 1电压思路:变压器原、副线圈的电压之比为 U1 U2 n1 n2;当变压器有多个副线圈 时U 1 n1 U2 n2 U3 n3 2功率思路:理想变压器的输入、输出功率为P 入P出,即 P1P2;当变压 器有多个副线
3、圈时P1P2P3 3电流思路:由I P U知,对只有一个副线圈的变压器有 I1 I2 n2 n1;当变压器有多 个副线圈时n1I1n2I2n3I3 4制约思路 (1)电压制约: 当变压器原、 副线圈的匝数比 n1 n2一定时, 输出电压 U 2由输入电压 决定,即 U2 n2U1 n1 ,可简述为“原制约副” (2)电流制约: 当变压器原、副线圈的匝数比 n1 n2一定, 且输入电压 U1确定时,原 线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定, 即 I1 n2I2 n1 , 可简述为“副制约原” (3)负载制约:变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定, P2P负1P负2 ;变压器副线圈中的电
4、流I2由用户负载及电压U2确定, I2 P2 U2;总功率 P 总P线P2. 三、变压器问题的易错点 1由 I1 I2 n2 n1知,对于只有一个副线圈的变压器:电流与匝数成反比因此,变 压器高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制;低压线圈匝数少而通 过的电流大,应用较粗的导线绕制 2变压器的电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立,而电流关系只适 用于有一个副线圈的变压器,若为多个副线圈,电流关系要从功率关系(输入功率总 3 等于输出功率 )得出,即U1I1U2I2U3I3,根据 U1 n1 U2 n2 U3 n3 ,知电流与匝 数关系为: n1I1n2I2n3I3 . 3变压器
5、的输入功率决定于输出功率,同理输入电流决定于输出电流,若副线 圈空载,输出电流为零,输出功率为零,则输入电流为零,输入功率为零 4变压器能改变交变电压、交变电流, 但不改变功率和交变电流的频率,输入 功率总等于输出功率,副线圈中交变电流的频率总等于原线圈中交变电流的频率 5变压器的电动势关系、电压关系,电流关系是有效值(或最大值 )间的关系 . 【疑难问题】 _ _ 【典型例题】 题型一理想变压器的常规考查 一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115.原线圈与正弦交变电 源连接,输入电压u 如图 1 所示副线圈仅接入一个10 的电阻则 (D ) 图 1 A流过电阻的电流是20 A B与电阻并联
6、的电压表的示数是100 2 V C经过 1 分钟电阻发出的热量是610 3 J D变压器的输入功率是110 3 W 思维步步高原、副线圈的电压存在什么关系?怎样求解输出端的电压和电 流?电压表的示数是什么值?怎样从图象上进行求解?电阻发出的热量的计算方法 是什么?输出功率和输入功率有什么关系? 答案解析设输入电压为U1,输出电压为U2,由U 1 U2 n1 n2知 U 2100 V,I U2 R 4 100 10 A 10 A,故选项A、B 错误; 1 分钟内电阻产生的热量Q I 2Rt1021060 J60 000 J,故选项C 错误; P 输入P输出U 2 2 R 110 3 W,故选项
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