资料简介
变压器及其应用
高三年级 物理
一、变压器的原理
1.变压器的构造
由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成
⑴原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
⑵副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
变压器的符号
一、变压器的原理
2.原理：互感现象是变压器的工作基础。
3.作用：改变交变电流的电压。
（不改变交变电流的周期和频率）
铁芯中的
磁场变化
原线圈通有
变化电流
副线圈中产生
感应电动势
和感应电流
一、变压器的原理
典型例题：如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为
n1∶ n2＝4∶ 1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动
切割磁感线时，电流表A1的示数是12 mA，则电流表A2的示
数为( )
A．3 mA
B．0
C．48 mA
D．与负载R的值有关
B
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
1.理想变压器
⑴定义：没有能量损失的变压器。
输入功率等于输出功率。
⑵特点
①变压器铁芯无漏磁。
②原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。
③铁芯中不产生涡流。
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
2.电压关系
⑴
⑵两类变压器
①降压变压器：
②升压变压器：
1 1
2 2
= U n
U n
2 1n n
2 1n n
2 1< U U 2 1> U U
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
3.功率关系
4.电流关系
5.频率关系
= P P1 2 1 1 2 2 = I U I U
1 2 2
2 1 1
= = I U n
I U n
1 2 = f f
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
6.制约关系
⑴电压制约：副线圈电压U2 由原线圈电压U1和匝数比决定，
与负载电阻无关。
⑵功率制约：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定。
⑶电流制约：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。
2
2 1
1
= nU Un
2
1 2
1
= nI In
1 2= P P
2
2
2
( = )PI U
典型例题：理想变压器原、副线圈匝数比为10∶ 1，下列说法
中正确的是( )
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶ 1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝
线圈的磁通量并不相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶ 1
D．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶ 1
D
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
典型例题：如图所示，理想变压器的原线圈接在 (V)
的交流电源上，副线圈接有阻值为55 Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数
之比为1∶ 2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A．电压表的示数为55 V
B．原线圈的输入功率为880 W
C．副线圈输出交流电的频率为60 Hz
D．若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的定值电阻，
则电流表的示数为8 A
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
= 110 2 sin60πu t
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
= 110 2 sin60πu t
1 = 110 VU
1 1
2 2
= U n
U n 2 = 220 VU
2
2
1 2 = = = 880 WUP P R
= = 30 Hz2πf
= = 27.5 R RR R R
总
2
2 = = 8 AUI R总
2 1
1 2
=I n
I n 1 = 16 AI
典型例题：如图所示，理想变压器的原线圈接在 (V)
的交流电源上，副线圈接有阻值为55 Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数
之比为1∶ 2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A．电压表的示数为55 V
B．原线圈的输入功率为880 W
C．副线圈输出交流电的频率为60 Hz
D．若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的定值电阻，
则电流表的示数为8 A
B
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
= 110 2 sin60πu t
1.电压关系 或
2.功率关系
3.电流关系
4.频率关系
要点突破：多个副线圈问题
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
1 2 3 1 2 3: : : = : : :U U U n n n 31 2
1 2 3
= = = UU U
n n n
1 1 2 2 3 3 = I U I U I U
1 1 2 2 3 3 = I n I n I n
1 2 3 = = =f f f
要点突破：多个副线圈问题
典型例题：（多选）如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，
两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，
电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，
正确的是 ( )
A． ，
B． ，
C．
D．
ACD
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
1 2 1 2: = :U U n n 2 3 2 3: = :U U n n
1 2 2 1: = :I I n n 1 3 3 1: = :I I n n
1 1 2 2 3 3= n I n I n I
1 1 2 2 3 3= I U I U I U
要点突破：理想变压器的动态分析
1.匝数比不变的情况（负载电阻变化）
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
1U
1 1
2 2
= U n
U n
2U
2
2 = UI R
2I 2 2 2= P U I
2P 1 2= P P
1P
1
1 = PI U1
1I
1 2
2 1
= I n
I n
要点突破：理想变压器的动态分析
2.负载电阻不变的情况（匝数比变化）
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
1U
1 1
2 2
= U n
U n
2U
2
2 = UI R
2I 2 2 2= P U I
2P 1 2= P P
1P
1
1 = PI U1
1I
1 2
2 1
= I n
I n
典型例题：(多选)如图所示，理想变压器的原线
圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通
过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值
电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触
头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则( )
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小
二、理想变压器原、副线圈基本量的关系
BC
三、几种常用的变压器
1.自耦变压器——调压变压器
图甲中把整个线圈作原线圈，取一部分为副线圈，
可以降低电压。
图乙中把一部分作原线圈，把整个线圈作副线圈，
可以升高电压。
三、几种常用的变压器
2.互感器
电压互感器：能将高电压变成低电压。
电流互感器：能将大电流变成小电流。
电压互感器 电流互感器
典型例题：（多选）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效
值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶ 1，R1、R2、R3
均为固定电阻，R2=10 Ω，R3=20 Ω，各电表均为理想电表。已知电
阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确
的是（ ）
A. 所用交流电的频率为50 Hz
B. 电压表的示数为100 V
C. 电流表的示数为1.0 A
D. 变压器传输的电功率为15.0 W
要点突破：变压器与交变电流综合问题
1= = 50 Hzf T
2 2= = 10 VU IR
2
A
3
= = 0.5 AUI R
1 1
2 2
= U n
U n 1 = 100 VU V 0 1= = 120 VU U U
= 1 AI
2 A= = 1.5 AI I I
2 2 2= = 15 WP I U
要点突破：变压器与交变电流综合问题
典型例题：（多选）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效
值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶ 1，R1、R2、R3
均为固定电阻，R2=10 Ω，R3=20 Ω，各电表均为理想电表。已知电
阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确
的是（ ）
A. 所用交流电的频率为50 Hz
B. 电压表的示数为100 V
C. 电流表的示数为1.0 A
D. 变压器传输的电功率为15.0 W
AD
要点突破：变压器与交变电流综合问题
四、电能的输送
1.降低输电损耗的两个途径
⑴减小电阻
⑵提高输电电压——高压输电
四、电能的输送
2.远距离输电的几个基本关系式
⑴
⑵
⑶电压关系： 电流关系：
功率关系： 损失功率：
1 1
2 2
= U n
U n
1 2
2 1
= I n
I n = P P1 2
3 3
4 4
= U n
U n
3 4
4 3
= I n
I n = P P3 4
r 2 3 = U U U 2 r 3= = I I I
r 2 3 = P P P
2
2 r
r r = = UP I r r
典型例题：（多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大
幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处
采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为∆P，到达
B处时电压下降了∆U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变
的条件下，改用1100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为∆P′，
到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响，则（ ）
A． B．
C． D．
四、电能的输送
AD
1'= 4P P 1'= 2P P
1'= 4U U 1'= 2U U
2
2
2= = P RP I R U
= = PRU IR U
典型例题：如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW，
发电机的电压U1=250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电
阻R线=8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V 。已知输
电线上损失的功率P线=5 kW ，假设两个变压器均是理想变压器，下
列说法正确的是（ ）
A. 发电机输出的电流I1=40 A
B. 输电线上的电流I线=625 A
C. 降压变压器的匝数比n3:n4=190:11
D. 用户得到的电流I4=455 A
四、电能的输送
四、电能的输送
1
1
= = 400 API U
2= P I R线 线损 = 25 AI线
4
4
= 432 API U
4
3
4
190 = = 11
n I
n I
4
线
典型例题：如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW，
发电机的电压U1=250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电
阻R线=8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V 。已知输
电线上损失的功率P线=5 kW ，假设两个变压器均是理想变压器，下
列说法正确的是（ ）
A. 发电机输出的电流I1=40 A
B. 输电线上的电流I线=625 A
C. 降压变压器的匝数比n3:n4=190:11
D. 用户得到的电流I4=455 A
四、电能的输送
C
练习：如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶ n2＝2∶ 1，V
和 A 均 为 理 想 电 表 ， 灯 泡 电 阻 R L ＝ 6 Ω ， A B 两 端 电
压 。下列说法正确的是( )
A ．电流频率为100 Hz
B ． V的读数为24 V
C ． A的读数为0.5 A
D ．变压器输入功率为6 W
D
课堂练习
1 = 12 2sin100π (V)u t
练习：（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有
额定电压相同的灯泡a和b 。当输入电压U为灯泡额定电压的
10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( )
A．原、副线圈匝数比为9∶ 1
B．原、副线圈匝数比为1∶ 9
C．此时a和b的电功率之比为9∶ 1
D．此时a和b的电功率之比为1∶ 9
AD
课堂练习
练习：（多选）为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将
原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯
泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表
A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后（ ）
A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
AD
课堂练习
练习：钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张
开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I
和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，则关于该钳形电流测量仪的说
法正确的是( )
A．该测量仪可测量直流电的电流
B．载流导线中电流大小
C．若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将小于实际电流
D．若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变大
CD
课堂练习
0 = II n
练习：(多选）如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器。
升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶ n2＝1∶ 10，在T1的原线圈
两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r＝2 Ω，降压变压器T2的
原、副线圈匝数之比为n3∶ n4＝10∶ 1，若T2的“用电设备”两端的电
压为U4＝200 V，且“用电设备”消耗的电功率为10 kW，不考虑其它
因素的影响，则( )
A ． T1的副线圈两端电压的最大值为 V
B ． T2的原线圈两端的电压为2000 V
C ．输电线上损失的电功率为50 W
D ． T1的原线圈输入的电功率为10.1 kW
课堂练习
2010 2
课堂练习
= 200 VU 4
3 3
4 4
= U n
U n
= 2000 VU 3
3 3 4 4= = 10 kWU I U I
2 3 3= 2 = 2010 VU U I r
22 = 2010 2 VU
3
2= 2 = 50 WP I r
= = 10.05 kWP P P 用
= 5 AI 3
练习：(多选）如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压
器．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶ n2＝1∶ 10，在T1的原
线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r＝2 Ω，降压变压器
T2的原、副线圈匝数之比为n3∶ n4＝10∶ 1，若T2的“用电设备”两端
的电压为U4＝200 V，且“用电设备”消耗的电功率为10 kW，不考虑
其他因素的影响，则( )
A ． T1的副线圈两端电压的最大值为 V
B ． T2的原线圈两端的电压为2000 V
C ．输电线上损失的电功率为50 W
D ． T1的原线圈输入的电功率为10.1 kW
ABC
课堂练习
2010 2
小结
变压器及其应用
变压器原理
电能的输送
电压关系
基本关系
制约关系
电流关系
功率关系
作业
手机无线充电是比较新颖的充电方式。电磁感应式无线充
电将能量传导到充电设备，设备再将接收到的能量转化为电能
存储在设备的电池中，不仅可以省去设备间杂乱的传输线，对
于一些电子设备更加安全。通过已掌握的变压器知识分析手机
电磁感应式无线充电的工作原理。
查看更多
Copyright 2004-2019 ttzyw.com All Rights Reserved 闽ICP备18023965号-4
天天资源网声明：本站点发布的文章作品均来自用户投稿或网络整理，部分作品未联系到知识产权人或未发现有相关的知识产权登记