[合 作 探 究·攻 重 难]

变压器的结构和原理

1.理想变压器有什么特点

(1)没有漏磁，即通过原、副线圈的每一匝的磁通量都一样；

(2)原、副线圈没有电阻，即忽略原副线圈中的焦耳热损耗(铜损)；

(3)铁芯中无磁损耗，也不产生涡流；

(4)原、副线圈的感抗均趋于无穷大，从而空载电流趋于0.

2．变压器的工作原理

图4­2­2

变压器的变压原理是电磁感应．如图4­2­2所示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．由于互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈．其能量转换方式为原线圈电能→磁场能→副线圈电能．

　(多选)关于变压器的构造和工作原理，以下说法正确的是(　　)

A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能

B．铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险

C．变压器不改变交流电的频率

D．当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出

ACD　[闭合铁芯的导磁能力比真空或空气强得多，当原、副线圈绕在同一闭合铁芯上时，原线圈产生的磁场几乎全部沿铁芯通过副线圈，漏到空气中的磁场很少，因此可以有效地将原线圈中的电能传递到副线圈中，故选项A正确；若用整块金属做铁芯，当通过它的磁通量发生变化时，就会在铁芯中产生感应电流，导致铁芯发热，烧坏变压器，同时大大降低了电能的传输效率，故选项B错误；对于正弦交流电，铁芯中磁通量的变化率等于原线圈中交变电流的变化率，在副线圈中，感应电动势正比于磁通量的变化率，因此感应电动势随着磁通量变化