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第五章 交变电流
1、产生感应电动势的条件
3、什么是互感现象
2、法拉第电磁感应定律
课前提问
在输电过程中，电压必须进行调整。
引入新课
用电器 额定工作电压 用电器 额定工作电压
随身听 3V 机床上的照明灯 36V
扫描仪 12V 防身器 3000V
手机充电器 4.2V 4.4V 5.3V 黑白电视机显像管 1~2万伏
录音机 6V 9V 12V 彩色电视机显像管 3~4万伏
在我们使用的各种用电器中，所需的电源电压各不相同，而日常照明电路的电压是220V，那么如何解决这一问题呢？
生活中需要各种电压
需改变电压，以适应各种不同电压的需要。
街头变压器
各式变压器
可拆式变压器
变电站的大型变压器
形形色色的变压器
学生活动一：观察可拆式变压器构造
变压器的结构
2.示意图
一、变压器的构造
3.电路图中符号
铁芯与线圈互相绝缘
n1
n2
1.构造：
（1）铁芯
（2）原线圈(初级线圈)
（3）副线圈(次级线圈)
思考与讨论
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。小灯泡可能发光吗？说出你的道理。
演示实验
问题：小灯泡未与电源直接相连，为什么发光了呢？你认为变压器的工作原理是什么？
变压器的原理
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场) ( U2、I2)
二、变压器的工作原理
思考：若给原线圈接直流电压U1,副线圈电压U2
=0
～
～
——互感现象
思考：原、副线圈电压与什么因素有关系？
三、变压器的变压规律
实验：探究变压器线圈两端电压与匝数的关系
猜想：交流电压、原线圈匝数、副线圈匝数
方法：控制变量法
实验过程
学生活动二：探究原副线圈电压与匝数关系
实验结论
误差允许范围内
～
～
思考：
1、实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？
2、为什么铁芯是闭合的？在变压器通过交变磁场传输电能的过程中，闭合铁芯起什么作用？
演示：将可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，观察接在副线圈两端的小灯泡亮度变化。
演示实验
分析：若无铁芯或铁芯不闭合，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圏，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：电能→磁能→电能。铁芯起到了能量转换的作用。
请应用法拉第电磁感应定律，推导理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。
理论推导
～
～
无磁损
无铜损
无铁损
特点
理想变压器模型
——没有能量损失的变压器
实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。
理想变压器也是一个理想化模型。
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器
2、n2 实验和理论分析都表明：理想变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比。
1、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
C
课堂练习
理想变压器输入功率等于输出功率
即:
U1I1=U2I2
P入= P出
四、理想变压器的变流规律
理想变压器原、副线圈的电流跟它们的匝数成反比
此公式只适用于一个副线圈的变压器
2、一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压220V的交流电源上，当它对11只并联的“36V,60w”的灯泡供电时,灯泡正常发光.由此可知副线圈的匝数n2=_____，通过原线圈的电流 I1 =______。
180
3A
课堂练习
课堂练习
3、变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？
本节课学习中，我们学到了哪些知识？使用了哪些思想方法？请同学们总结归纳。
课堂收获
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器：
三、理想变压器的变压、变流规律：
5.4 变压器 小结
P入＝P出
1、理想变压器原、副线圈的匝数比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,图中电流表A1的示数12mA,则电流表A2的示数为( )
A．3mA B．0
C．48mA D．与负载R的值有关
B
巩固练习
变形：如果要获得从a 到b的电流,棒要如何运动？
a
b
2、汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油—空气混合物要靠火花塞点燃．但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，所以要使用图示的点火装置．这个装置的核心是一个变压器，它的初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端．开关由机械进行自动控制．做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，次级线圈中感应出很高的电压，可达10000V以上，这样就能在火花塞中产生火花了．蓄电池提供的是直流，为什么在这里也能用变压器得到高电压？
学以致用，知识延伸
思考：交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接测量过高的电压。如何测量高压线上的交流电压？
