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1、章节名称101变压器的构造、和基本原理授课形式讲授课时3班级教学目的了解变压器的结构、组成。理解变压器的变化电压、电流、阻抗和相位的原理。教学重点变压器的构造，变化电压、阻抗的原理。教学难点变压器的外特性，及阻抗变化的意义。辅助手段多媒体演示变压器电压变化实验课外作业课后习题教学过程学生观察回答引入课题导入新课观察在左侧接上交流电，右侧的灯泡可以发光，灯泡与电源之间有没有导线相连？没有，那为什么灯泡可以发光？观察右侧灯泡发光和灯泡直接接电源发光的亮度是否一样那？不一样，那又是为什么啊？ 从实验观察可知，灯泡与电源之间没有导线相连，灯泡接右侧和直接接电源，发光亮度不一样。我们把这种特殊的电器设备
2、称变压器。变压器这种设备的工作是互感现象在生活中的应用。变压器是利用互感原理工作的电磁装置，图形符号如下图，T是它的文字符号。导入教学过程讲解新课一、变压器作用： 日常生活中，常常需要各种不同的交流电压，如工厂的380V或220V,机床、电钻需要36V，电子设备的各种电压，高压输电的110KV、220KV。这些电压不可能用多组线路来输送，实际上就是靠变压器来变换得到。变压器的结构：二、变压器的基本构造变压器主要由铁心和线圈两部分构成。铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便减少涡流和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图11-2(a)、(b)所示。图11-2
3、 心式和壳式变压器线圈是变压器的电路部分，是用漆色线、沙包线或丝包线绕成。其中和电源相连的线圈叫原线圈(初级绕组)，和负载相连的线圈叫副线圈(次级绕组)。三、拆卸废旧变压器：1、观察图示拆卸废旧变压器过程，发现什么？2、初级线圈与次级线圈之间确实没有电路相连，那么它们之间是怎么传递电能的，初级电压与次级电压有什么关系？四、变压器的工作原理变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图10-3所示。1变换交流电压原线圈接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过原、副线圈，原、副线圈中交变的磁通可视为相同。设原线圈匝数为N1，副线圈匝
4、数为N2，磁通为F ，感应电动势为图11-3 变压器空载运行原理图由此得 忽略线圈内阻得上式中K称为变压比。由此可见：变压器原副线圈的端电压之比等于匝数比。如果N1 N2，K N2，K 1，电压下降，称为降压变压器。2变换交流电流根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即P1 = P2，由交流电功率的公式可得U1I1 cosj1= U2I2 cosj2式中cosj1原线圈电路的功率因数；cosj2副线圈电路的功率因数。j1，j2相差很小，可认为相等，因此得到U1I1 = U2I2可见，变压器工作时原、副线圈的电流跟线圈的匝数成反比。高压线圈通过的电流小，用较细的导线绕制；低压线
5、圈通过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压器高、低压饶组的方法。3变换交流阻抗设变压器初级输入阻抗为|Z1|，次级负载阻抗为|Z2|，则 可见，次级接上负载|Z2|时，相当于电源接上阻抗为K2|Z2|的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。例题分析【例10-1】有一电压比为220/110 V的降压变压器，如果次级接上55 W 的电阻，求变压器初级的输入阻抗。解1：次级电流 初级电流 输入阻抗 解2：变压比 输入阻抗 图10-4 例10-2图【例10-2】有一信号源的电动势为1V，内阻为600 W，负载电阻为150 W。
6、欲使负载获得最大功率，必须在信号源和负载之间接一匹配变压器，使变压器的输入电阻等于信号源的内阻，如图10-4所示。问：变压器变压比，初、次级电流各为多少?解:负载电阻 R2 = 150 W，变压器的输入电阻R1 = R0 = 600 W，则变比应为初、次级电流分别为五、变压器的外特性和电压变化率图10-5 变压器外特性曲线1变压器的外特性变压器外特性就是当变压器的初级电压U1和负载的功率因数都一定时，次级电压U2随次级电流I2变化的关系，如图11-5所示。由变压器外特性曲线图可见：(1) I2 = 0时，U2 = U2N。(2) 当负载为电阻性和电感性时，随着I2的增大，U2逐渐下降。在相同的
7、负载电流情况下，U2的下降程度与功率因数cosj 有关。(3) 当负载为电容性负载时，随着功率因数cosj 的降低，曲线上升。所以，在供电系统中，常常在电感性负载两端并联一定容量的电容器，以提高负载的功率因数cosj。2电压的变化率电压变化率是指变压器空载时次级端电压U2N和有载时次级端电压U2之差与U2N的百分比。即： 电压变化率越小，为负载供电的电压越稳定。练习课堂练习:1、为了安全，机床上的照明灯用电压是36V，这个电压是220V的电压降压后得到的，如果变压器的一级绕组是1210匝，二次绕组的匝数是多少？用这台变压器给40W的白炽灯供电，如果不考虑变压器本身的损耗，一次、二次绕组的电流各
8、是多少？练习突出层次性，第1、2题是基础性练习，第3题是应用性练习。2、某晶体管收音机的输出变压器，其一次绕组匝数为230匝，二次绕组匝数为80匝，原配接音圈阻抗为16欧姆的扬声器，现在改接4欧姆的扬声器，问一次绕组不变的情况下，二次绕组应该如何改动？3、一台理想变压器的一次电压为3000V，变压比为25，其二次电压为多少？若二次负载电阻为20欧姆，则二次电流为多少，一次电流为多少？小结师生共同完成本节课在理解变压器工作原理的基础上，总结了计算变换电压、电流和阻抗的方法。同时也讨论了变压器的构造，使用情况和有负载与无负载的条件下的输出状态。作业思考：在现实中，任何电器设备都有损耗，变压器也不例
9、外，会发热。那么，这时候变换电压、电流和阻抗的情况又会是怎样那，我们看到了一些常用的变压器，那到底有那些种类的变压器是我们经常使用的？解析重点，突破难点引入课题，导入新课 章节名称102变压器的功率和效率，常见变压器，额定值与检验授课形式讲授课时3班级教学目的1、理解变压器的效率和功率，掌握在计算变压器损耗的情况下的计算方法。2、了解常见变压器，理解变压器的额定值和检验方法。教学重点1、 变压器的效率和功率2、 掌握有损耗情况下的变压器变换计算方法。教学难点1、 有损耗情况下的阻抗变换计算方法2、 自耦变压器的原理和有关计算方法。辅助手段多媒体演示实验课外作业课后习题教学过程复习提问 ：1、师
10、：变压器变换电压、电流、阻抗的原理是什么？生：电压之比等于匝数之比，电流之比与匝数之比成反比，阻抗之比是匝数之比的平方。2、现实中的变压器都会发热，有的变压器发热很厉害，需要加散热装置来散热那么在现实中的变压器与理想变压器就会有所不同，理想变压器存在的比例关系在现实变压器中有什么变化，会不会保持不变？引入课题：在刚才的讨论中，我们想到了现实中的变压器存在损耗问题，那么它们的变换电压，电流和阻抗会是怎样，我们这节课就来探讨一下。这表讲授新课： 一、变压器的功率变压器的功率消耗等于输入功率P1 = U1I1 cosj1和P2 = U2I2 cosj2输出功率之差，即PL = P1 P2变压器功率损
11、耗包括铁损和铜损。二、变压器的效率变压器的效率为变压器输出功率与输入功率的百分比，即大容量变压的效率可达98% 99%，小型电源变压器效率约为70% 80%。 【例10-3】有一变压器初级电压为2200 V，次级电压为220 V，在接纯电阻性负载时，测得次级电流为10 A，变压器的效率为95%。 试求它的损耗功率，初级功率和初级电流。 解：次级负载功率 P2 = U2I2cosj2 = 22010 = 2200 W初级功率 损耗功率 PL = P1 P2 = 2316 2200 = 116W初级电流 说明：有效率问题时，变换电压没变，但是电流要用效率来算三、自耦变压器1自耦变压器的构造和工作原
12、理自耦变压器原、副线圈共用一部分绕组，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系，如图11-6所示。原、副线圈电压之比和电流之比的关系为自耦变压器在使用时，一定要注意正确接线，否则易于发生触电事故。图 11-6 自耦变压器符号及原理图图11-7 实验用调压变压器实验室中用来连续改变电源电压的调压变压器，就是一种自耦变压器，如图11-7所示。图11-8 多绕组变压器四、多绕组变压器1多绕组变压器变压器的次级有两个以上的绕组或初、次级都有两个以上绕组的变压器叫多绕组变压器，如图11-8所示。多绕组变压器原、副线圈的电压关系仍符合变压比的关系，2多绕组变压器的使用多绕组变压器多使用于电子设备中，输出多种电压
13、。多绕组可串联或并联使用，串联时应将线圈的异名端相接，并联时应将线圈的同名端相接。只有匝数相同的线圈才能并联。五、互感器互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的变压器。可分为电压互感器和电流互感器两种。1电压互感器使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压绕组则与电压表相连，如图11-9所示。可见，高压线路的电压U1等于所测量电压U2和变压比K的乘积，即U1=KU2使用时应注意：(1) 次级绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。(2) 铁心和次级绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的破坏和人身伤亡。图11-11 钳形电流表2电流互感器使用时，电流互感器的初级绕组与待测电流的负载相串连，次级绕组则与电流表串联成闭和回路，如图11-10所示。 通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。使用时应注意：(1) 绝对不能让电流互感器的次级开路，否则易造成危险；(2) 铁心和次级绕组
