2019-2020学年度粤教版选修3-2 2.6变压器 教案(4)
2019-2020学年度粤教版选修3-2 2.6变压器 教案(4)第3页

副线圈--与用电器相连,输出电压U2,线圈匝数为n2

铁芯--有何特点?

变压器是如何变压的呢?有什么规律?这就是我们今天要探究的课题。

2、实验探究变压器的变压规律

(1)引导学生讨论探究的方案

猜测原副线圈的电压与什么因素有关,由法拉第电磁感应定律公式可能想到与线圈匝数有关.

实验仪器为学生电源(低压交流12V),可拆变压器,多用电表(交流电压档);设计并画出实验电路图;设计实验操作步骤;记录实验数据,可以设计一个表格.

(2)学生分组实验----控制变量法

保持原线圈电压和匝数不变,改变副线圈匝数,研究副线圈匝数对副线圈电压的影响;

保持原线圈电压和副线圈匝数不变,改变原线圈匝数,研究原线圈匝数对副线圈电压的影响.

(3) 引导学生分析数据,并归纳出:原线圈电压和匝数不变时,副线圈匝数越多,U2 越大.原线圈电压和副线圈匝数不变时,原线圈匝数越少,副线圈电压越高.在实验误差范围内,原副线圈电压比跟原副线圈的匝数比成正比.

3、理论推导

(1)理想变压器模型的建立

在变压器的电磁感应过程中,电能和磁能的相互转化是最主要的因素,而伴随而来的损耗是一些次要因素.为了研究的方便,我们突出主要因素,忽略次要因素.这是科学研究的一种常用方法.那么我们可以把实际的变压器抽象成理想变压器--一个没有能量损耗的理想变压器.

(2)变压器主副线圈电压、电流、功率关系推导

法拉第电磁感应定律的应用(回避源电动势和反电动势叠加的过程、相位差问题),注意两边磁通量相等--

E1 = n1 E2 = n2 =

对于理想变压器,导线电阻可以忽略,故 U1 = E1 ,U2 = E2 (副线圈看成一个电源,电动势等于路端电压)。所以=

即:理想变压器原副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数比。

如果n2>n1 ,则输出电压高,称升压变压器;

如果n2<n1 ,则输出电压低,称降压变压器。