第一篇：變壓器原理教案

變壓器的結構及原理

授課老師：黃易平

復習引入

一、電子線路中常見變壓器：電源變壓器、開關變壓器、耦合變壓器等 新課講授：

一、變壓器的基本結構： 變壓器主要由：鐵芯、線圈。

1、鐵芯：變壓器的磁路部分

由含硅量5%，厚度0.35mm或0.5mm硅鋼片疊加而成。其特點是在較低的外磁場作用下能產生較高的磁感應強度，并隨外磁場的增加磁感應強度很快達到飽和，磁場去掉后，材料磁場基本消失，剩磁很小。由于硅的加入鋼片電阻率增大，渦流損耗降低，不易發熱且老化現象減小。

2、繞組：變壓器的電路部分

由漆包線繞制而成，分初級繞組和次級繞組。

二、變壓器電路符號：

三、變壓器的種類及作用：

變壓器的種類很多, 有在電力系統中用電力變壓器；有在電子設備和儀器中常用小功率電源變壓器；有在放大電路中用耦合變壓器起傳遞信號或進行阻抗的匹配。變壓器雖然大小懸殊, 用途各異, 但其基本結構和工作原理卻是相同的。

變壓器是利用電磁感應原理傳輸電能或電信號的器件, 它具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的作用。

四、電磁感應原理實驗（1）：

四、電磁感應原理實驗（2）：

五、電磁感應實驗結論：

1、在線圈中感應電壓的大小方向與線圈中，磁通的大小的變化率成正比。即： E= N ΔΦ/Δt

2、磁通量大小與電流大小成正比,即 NΦ=Li,其中L是電感系數,于是, E=NΔΦ/dt=ΔLi/dt。

3、楞次定律：

當穿過線圈的磁通量發生變化時，感應電流的方向總是要阻礙線圈中原磁通量的變化。

六、PROTUES實驗仿真：驗證變壓過程。

第二篇：變壓器工作原理

變壓器工作原理

變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。

一、變壓器的制作原理：

在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件。

二、分類

按冷卻方式分類：干式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發冷卻）變壓器。

按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環型變壓器、金屬箔變壓器。按電源相數分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

按用途分類：電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

三、電源變壓器的特性參數

工作頻率

變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。

額定功率

在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規定溫升的輸出功率。額定電壓

指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規定值。

電壓比

指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別?？蛰d電流

變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流?？蛰d電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。

空載損耗

指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。

效率

指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。

絕緣電阻

表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。

四、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數

頻率響應

指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。

通頻帶

如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0，當輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707U0時的頻率范圍，稱為變壓器的通頻帶B。

初、次級阻抗比

變壓器初、次級接入適當的阻抗Ro和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態，傳輸效率最高。

五、低頻變壓器的技術參數

對不同類型的變壓器都有相應的技術要求，可用相應的技術參數表示。如電源變壓器的主要技術參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能。對于一般低頻變壓器的主要技術參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。

電壓比：

變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產生感應電動勢。當N2>N1 時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2

式中n 稱為電壓比(圈數比)。當n<1 時，則N1>N2，V1>V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。

變壓器的效率：

在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即 式中η 為變壓器的效率；P1 為輸入功率，P2 為輸出功率。

當變壓器的輸出功率P2 等于輸入功率P1 時，效率η 等于100%，變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。

變壓器的鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。

變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關系，通常功率越大，損耗與輸出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

第三篇：變壓器保護原理

保護原理 3.1差動保護 3.1.1 啟動元件

保護啟動元件用于開放保護跳閘出口繼電器的電源及啟動該保護故障處理程序。各保護CPU的啟動元件相互獨立，且基本相同。

啟動元件包括差流突變量啟動元件、差流越限啟動元件。任一啟動元件動作則保護啟動。a)差電流突變量啟動元件的判據為： | iφ(t)-2iφ(t-T)+iφ(t-2T)|>0.5Icd ； 其中：φ為a,b,c三種相別； Icd為差動保護動作定值；

當任一差電流突變量連續三次大于啟動門坎時，保護啟動。

b)差流越限啟動元件是為了防止經大電阻故障時差電流突變量啟動元件靈敏度不夠而設置的輔助啟動元件。該元件在差動電流大于差流越限啟動門坎并持續5ms后啟動。差流越限啟動門坎為差動動作定值的80%。

3.1.2 差動電流速斷保護元件

本元件是為了在變壓器區內嚴重性故障時快速跳開變壓器各側開關，其動作判據為：

Id >Isd

其中：Id為變壓器差動電流 Isd為差動電流速斷保護定值 3.1.3 二次諧波制動元件

本元件是為了在變壓器空投時防止勵磁涌流引起差動保護誤動, 其動作判據為：

I ⑵>Id * XB 2；

其中：I⑵為差動電流中的二次諧波含量； Id為變壓器差動電流；

XB2為差動保護二次諧波制動系數； 3.1.4 波形對稱判別元件

本元件采用波形對稱算法，將變壓器空載合閘時產生的勵磁涌流與故障電流分開。當變壓器空載合閘至內部故障或外部故障切除轉化為內部故障時，本保護能瞬時動作。本保護原理已申請國家專利，專利號為ZL-95-1-12781.0。

3.1.5 比率制動元件

本元件是為了在變壓器區外故障時差動保護有可靠的制動作用,同時在內部故障時有較高的靈敏度，其動作判據為：

Icdd =|I1+I2+I3|；

Izdd =max(|I1|,|I2|,|I3|)；

Icdd≥Icd 并且Izdd<=Izd 或3Izd>Izdd>Izd，Icdd-Icd≥K1*(Izdd-Izd)或Izdd>3Izd，Icdd-Icd-K1*2Izd≥K2*(Izdd-3Izd)其中： I1為I側電流； I2為II側電流；

I3為III側電流； Icd為差動保護電流定值；

Icdd為變壓器差動電流； Izdd為變壓器差動保護制動電流，Izd為差動保護比率制動拐點電流定值, 軟件設定為高壓側額定電流值；

K1,K2為比率制動的制動系數，軟件設定為K1=0.5,K2=0.7； 3.1.6 TA回路異常判別元件

本元件是為了變壓器在正常運行時判別TA回路狀況，發現異常情況發告警信號，并可由控制字投退來決定是否閉鎖差動保護。其動作判據為：

(1)|⊿iφ|≥0.1In且|IH|<|IQ|；(2)相電流≤IWI且ID≥IWI ；

(3)本側|Ia+Ib+Ic|≥IWI（僅對TA為Y形接線方式）；(4)max(Ida,Idb,Idc)> IWI(5)max(Ida,Idb,Idc)>0.577Icd 其中：⊿iφ為相電流突變量 Ida,Idb,Idc為A,B,C三相差流值； Icd 為差動保護電流定值 In 為額定電流 IQ 前一次測量電流 IH 當前測量電流

ID 無流相的差動電流 IWI無電流門檻值，取0.04倍的TA額定電流；

以上條件同時滿足(1)、（2）、（3）、（4）判TA斷線，僅條件（5）滿足，判為差流越限。3.1.7 變壓器各側電流相位補償元件

變壓器各側電流互感器采用星形接線，二次電流直接接入本裝置。電流互感器各側的極性以母線側為極性端。

變壓器各側TA二次電流相位由軟件調整，裝置采用Y->Δ變化調整差流平衡。對于Y0/Δ-11的接線，其校正方法如下：

Ia’=(IA-IB)/ ；Ib’=(IB-IC)/ ；Ic’=(IC-IA)/ ；

如有其它接線方式，請在定貨合同或技術協議中特別說明。3.1.8 過負荷監測元件

本保護反應變壓器的負荷情況，僅監測變壓器各側的三相電流。動作判據為： max(Ia,Ib,Ic)>Igfh；

其中: Ia、Ib、Ic為變壓器各側三相電流； Igfh為變壓器過負荷電流定值； 3.1.9 過負荷啟動冷卻器元件

本保護反應變壓器的負荷情況，監測變壓器高壓側三相電流。動作判據為： max(Iah，Ibh，Ich)>ITFH；

其中: Iah、Ibh、Ich為變壓器高壓側三相電流；

ITFH為變壓器過負荷啟動冷卻器元件電流定值； 3.1.10 過負荷閉鎖調壓元件 本保護反應變壓器的負荷情況，僅監測變壓器高壓側三相電流。動作判據為： max(Ia，Ib，Ic)>ITY；

其中: Ia，Ib，Ic為變壓器高壓側三相電流； ITY為變壓器過負荷閉鎖調壓元件電流定值。3.2 非電量保護

本保護完全獨立于電氣保護，僅反應變壓器本體開關量輸入信號，驅動相應的出口繼電器和信號繼電器，為本體保護提供跳閘功能和信號指示。

本非電量保護可選擇信息上傳功能，如非電量信息需通過通訊上傳，請在保護技術協議或合同中說明。3.3 斷路器保護裝置（PST-1206B）

本保護裝置共有斷路器失靈電流判別、斷路器非全相保護和變壓器冷卻器全停延時回路。斷路器失靈電流判別元件為斷路器失靈保護提供電流判別。延時元件為非電量保護提供計時功能。3.3.1 斷路器失靈電流啟動回路

按照25條反措要求，采用相電流、自產零序電流和負序電流元件判別斷路器的失靈，第一時限解鎖母差保護的復合電壓元件，第二時限啟動母差保護的斷路器失靈回路。

3.3.2 斷路器非全相保護

本保護只用于220KV側分相跳閘的斷路器；檢測斷路器的位置接點、自產零序電流和負序電流元件確定斷路器的運行狀態，延時跳被保護的斷路器，并不啟動本斷路器的失靈保護。

本保護包括以下元件： 1)過流元件，動作判據為：

3I0 >Ifqx ； I2 >I2dz ；

其中：3I0為三相電流Ia,Ib,Ic在軟件中合成的零序電流，3I0=Ia+Ib+Ic； I2 為負序電流；

Ifqx為零序過流的電流定值； I2dz為負序過流的電流定值； 2)斷路器位置節點檢測元件 3.3.3 變壓器冷卻器全停延時回路

在變壓器非電量保護中，冷卻器全停保護在原有可直跳基礎上增加保護邏輯，其動作邏輯為變壓器冷卻器全停接點和變壓器油溫高接點作為開入量(強電開入)，變壓器冷卻器全停接點動作啟動時間繼電器，時間繼電器動作且變壓器油溫高接點動作(與門)啟動出口跳閘。變壓器冷卻器全停保護邏輯中是否經油溫高閉鎖可由控制字選擇，變壓器冷卻器全停保護是否投入可采用投退控制字選擇。

3.4 后備保護

3.4.1 復合電壓閉鎖（方向）過流保護

本保護反應相間短路故障，可作為變壓器的后備保護。交流回路采用90°接線，本側TV斷線時，本保護的方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復正常，本保護也隨之恢復正常。本保護包括以下元件：

1)復合電壓元件，電壓取自變壓器各側TV，動作判據為： min(Uab,Ubc,Uca)Ufx； 以上兩個條件為“或”的關系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負序電壓； Ufx為負序電壓定值；

2)功率方向元件，電壓電流取自本側的TV和TA，TA的正極性端指向母線，動作判據為： a)若方向由復壓方向投退控制字選擇為“0”時，方向指向變壓器：

Uab～Ic Ubc～Ia Uca～Ib三個夾角（電流落后電壓時角度為正），其中任一個滿足式 45°>б>-135°最大靈敏角為-45°，動作特性為：

b)若方向由控制字選擇為“1”時，方向指向系統（母線），則動作區與正向相反。c)若方向由控制字選擇為“2”時，表示方向元件退出，本保護變為復合電壓閉鎖過流保護。

3)過流元件，電流取自本側的TA。動作判據為： Ia>Ifgl； Ib>Ifgl； Ic>Ifgl； 其中：Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明： 220kV側復合電壓方向過流保護，方向朝向變壓器，以較短時限動作斷開變壓器110kV斷路器；以較長時限動作斷開變壓器各側斷路器。

110kV側復合電壓方向過流保護，方向朝110kV母線，以較短時限動作斷開110kV母聯或母分斷路器；以較長時限動作斷開變壓器本側斷路器。

35（10）kV側復合電壓方向過流保護，方向朝35kV母線，第一時限動作斷開35kV母分斷路器；第二時限動作斷開變壓器本側斷路器；第三時限動作斷開變壓器各側斷路器；

各側復合電壓方向過流保護方向元件的指向、方向元件的投入退出可通過控制字選擇； 當發生TV斷線時，方向元件退出，閉鎖復合電壓方向過流保護；

3.4.2 復合電壓閉鎖過流保護

本保護反應相間短路故障，可作為變壓器的后備保護。本保護包括以下元件：

1)復合電壓元件，電壓取自變壓器各側TV，動作判據為： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ； 以上兩個條件為“或”的關系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負序電壓； Ufx為負序電壓定值； 2)過流元件，電流取自本側的TA。動作判據為：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ； 以上三個條件為“或”的關系，其中： Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明：220KV側復合電壓過流保護：動作斷開變壓器各側斷路器。

110KV側復合電壓過流保護：第一時限動作斷開變壓器本側母聯或分段斷路器；

第一時限動作斷開變壓器本側斷路器 3.4.3 零序（方向）過流保護 本保護反應單相接地故障，可作為變壓器的后備保護。交流回路采用0°接線，電壓電流取自本側的TV和TA。TV斷線時，本保護的方向元件退出。TV斷線后若電壓恢復正常，本保護也隨之恢復正常。本保護包括以下元件：

1）零序過流元件，動作判據為： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0為三相電流Ia,Ib,Ic在軟件中合成的零序電流 3I0=Ia+Ib+Ic

I0gl為零序過流的電流定值； 2)零序功率方向元件，動作判據為：

3U0～3I0夾角δ（電流落后電壓時角度為正，3U0>1V）

-195°>δ>-15° 其中：

3U0為三相電壓Ua，Ub，Uc在軟件中和成的零序電壓，3U0=Ua+Ub+Uc。

最大靈敏角為-105°，動作特性為：

當零序功率方向選擇控制字=“0”時，零序功率方向指向變壓器，保護動作區-15°>б>-195°，最大靈敏角為-105°；

當零序功率方向選擇控制字=“1”時，零序功率方向指向系統（母線），保護動作區165°>б>-15°，最大靈敏角為75°； 當零序功率方向選擇控制字=“2”時，零序功率方向元件退出。

說明：220KV側裝設兩段式零序方向電流保護，方向指向變壓器，每段的第一時限跳變壓器110kV斷路器；第二時限跳變壓器各側斷路器。

110kV側裝設兩段式方向零序電流保護，方向指向110kV母線，每段的第一時限跳110kV母聯或母分斷路器；第二時限跳變壓器本側斷路器。

3.4.4 零序過流保護

本保護反應單相接地故障，可作為變壓器的后備保護。本保護包括以下元件： 1)零序過流元件，動作判據為： 3I0 >I0gl ；

其中：3I0為零序電流，取自本側TA。I0gl為零序過流的電流定值；

說明：零序電流保護，跳變壓器各側斷路器。

3.4.5 間隙零序保護

本保護反應變壓器間隙電壓和間隙擊穿的零序電流，可作為變壓器的后備保護。保護包括以下元件： 1)間隙零序過壓元件，動作判據為： 3U0 >U0L ；

其中：3U0為零序電壓，取自本側零序TV； U0L為間隙零序過壓的電壓定值； 2)間隙零序過流元件，動作判據為： 3I0g >Iggl ；

其中：3I0g為間隙零序電流，取自本側中性點間隙TA； Iggl為間隙零序過流的電流定值；

說明：間隙零序保護的過壓元件和過流元件各帶時間元件，保護動作跳變壓器各側斷路器。

3.4.6 公共繞組零序過流保護

本保護反應自藕變壓器中性點電流，本保護包括以下元件： 公共繞組零序過流元件，動作判據為： Izxd >Iz ；

其中：Izxd為公共繞組自產零序電流，取自本側公共繞組TA； Izxd=Ia+Ib+Ic，Ia、Ib、Ic為公共繞組三相電流； Iz為公共繞組零序過流的電流定值；

說明：公共繞組零序過流保護，保護動作跳變壓器各側斷路器。

3.4.7 公共繞組復壓過流保護

本保護作為變壓器的總后備保護。本保護包括以下元件：

1)復合電壓元件，電壓取自變壓器各側TV，動作判據為： min(Uab ,Ubc ,Uca)Ufx ； 以上兩個條件為“或”的關系；

其中：Uab、Ubc、Uca為線電壓； Uddy為低電壓定值； U2為負序電壓； Ufx為負序電壓定值； 2)過流元件，電流取自公共繞組的TA。動作判據為：

Ia>Ifgl ； Ib>Ifgl ； Ic>Ifgl ； 以上三個條件為“或”的關系，其中： Ia,Ib,Ic為三相電流； Ifgl為過電流定值；

說明：公共繞組復壓過流保護：動作斷開變壓器各側斷路器。

3.4.8 公共繞組過負荷保護

本保護僅反應自藕變壓器公共繞組情況，僅監測公共繞組A相電流。動作判據為： Ia >Igfh ；

其中: Ia為公共繞組A相電流；Igfh為變壓器公共繞組過負荷電流定值； 3.4.9 TV回路異常判別元件

本元件僅在保護正常運行時投入；當保護啟動后，退出本元件。動作判據為： 1)U2>8V；

2)min(Uab,Ubc,Uca)<70V； 3)U1<4V；

U1、U2分別為本側的正序電壓和負序電壓。滿足條件1）、2）判為TV斷線，滿足3）判為TV三相失壓。

第四篇：變壓器教案

變壓器

教學目標

一、知識目標

1、知道的構造．知道是用來改變交流電壓的裝置．

2、理解互感現象，理解的工作原理．

3、掌握理想工作規律并能運用解決實際問題．

4、理解理想的原、副線圈中電壓、電流與匝數的關系，能應用它分析解決基本問題．

5、理解的輸入功率等于輸出功率．能用的功率關系解決簡單的的電流關系問題．

6、理解在遠距離輸電時，利用可以大大降低傳輸線路的電能消耗的原因．

7、知道課本中介紹的幾種常見的．

二、能力目標

1、通過觀察演示實驗，培養學生物理觀察能力和正確讀數的習慣．

2、從工作規律得出過程中培養學生處理實驗數據及總結概括能力．

3、從理想概念引入使學生了解物理模型建立的基礎和建立的意義．

三、情感目標

1、通過原副線圈的匝數與繞線線徑關系中體會物理學中的和諧、統一美．

2、讓學生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統一思想．

3、培養學生尊重事實，實事求是的科學精神和科學態度．

教學建議

教材分析及相應的教法建議

1、在學習本章之前，首先應明確的是，是用來改變交變電流電壓的．不能改變恒定電流的電壓．互感現象是工作的基礎．讓學生在學習電磁感應的基礎上理解互感現象．這里的關鍵是明白原線圈和副線圈有共同的鐵芯，穿過它們的磁通量和磁通量的變化時刻都是相同的．因而，其中的感應電動勢之比只與匝數有關．這樣原、副線圈的匝數不同，就可以改變電壓了．

2、在分析的原理時，課本中提到了“次級線圈對于負載來講，相當于一個交流電源”；一般情況下，忽略的磁漏，認為穿過原線圈每一匝的磁通量與穿過副線圈的磁通量總是相等的．這兩個條件，都是“理想”的工作原理的內容．利用課本中的這些內容，教師在課堂上，首先可以幫助學生分析原理，原線圈上加上交變流電后，鐵心中產生交變磁通量；在副線圈中產生交變電動勢，則副線圈相當于交流電源對外供電．在這個過程中，如果從能量角度分析，可以看成是電能（原線圈中的交變電流）轉換成磁場能（鐵心中的變化磁場），磁場能又轉換成電能（副線圈對外輸出電流）．所以，是一個傳遞能量的裝置．如果不計它的損失，則在工作中只傳遞能量不消耗能量．

要使學生明白，理想是忽略了中的能量損耗，它的輸出功率與輸入功率相等，這樣才得出原、副線圈的電壓、電流與匝數的關系式．在解決有兩個副線圈的的問題時，這一點尤其重要．當然，在初學時，有兩個副線圈的的問題，不做統一要求，不必急于去分析這類問題．對于學有余力的學生，可引導他們進行分析討論．

3、學生對原理和中原、副線圈的電壓、電流的關系常有一些似是而非的模糊認識，引導學生認真討論章后習題，對學生澄清認識會有所幫助．

4、的電壓公式是直接給出的．課本中利用原、副線圈的匝數關系，說明了什么是升壓和什么是降壓，這也是為了幫助學生能記住電壓關系公式．利用的輸出功率和輸人功率相等的關系，得到了 ．建議教師做好用輸出負載調節輸入功率的演示實驗．引導學生注意觀察，當負載端接入的燈泡逐漸增多時，原、副線圈上的電壓基本上不發生變化，原線圈中的電流逐漸增大，副線圈中的電流也逐漸增大．

5、介紹幾種常見的，是讓學生能見到真實的的外型和了解的實際構造．教師應當盡可能多地找一些的給學生看一看．在生產和生活中有十分廣泛的應用．課本中介紹了一些，教學中可根據實際情況向學生進行介紹，或看掛圖、照片、實物，或參觀，以開闊學生眼界，增加實際知識

6、電能的輸送，定性地說明了在遠距離輸送電能時，采用進行高壓輸電可以大大減少輸電線路上的電能損失．這里重點描述了輸電線上的電流大小與造成的電熱損失的關系，教師應幫助學生分析，理解采用高壓輸電的必要性．

教學重點、難點、疑點及解決辦法

1、重點：工作原理及工作規律．

2、難點：

（l）理解副線圈兩端的電壓為交變電壓．

（2）推導原副線圈電流與匝數關系．

（3）掌握公式中各物理量所表示對象的含義．

3、疑點：鐵心是否帶電即如何將電能從原線圈傳輸出到副線圈．

4、解決辦法：

（l）通過演示實驗來研究工作規律使學生能在實驗基礎上建立規律．

（2）通過理想化模型建立及理論推導得出通過原副線圈電流與匝數間的關系．

（3）通過運用工作規律的公式來解題使學生從實踐中理解公式各物理量的含義．

第五篇：變壓器教案

《變壓器》教案

課題研究目標：

該節課的重點是理解變壓器工作原理，探究變壓器線圈兩端的電壓、電流與匝數的關系。創立情境，讓學生探究、思考，總結處理實際的方法，培養其學習物理的興趣。開發物理微型課程專題，提高課堂教學效率。

教學目標：

知識和技能：

1．了解變壓器的構造及其工作原理；

2．掌握理想變壓器的原、副線圈中電壓、電流與匝數的關系，并能應用它分析解決基本問題。

過程與方法：

1．通過探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系實驗，培養學生物理觀察能力和正確讀數的習慣，并學會處理數據并提高概括能力。

2．從理想變壓器概念引入使學生了解物理模型建立的基礎和建立的意義。

情感態度和價值觀：

1．通過原副線圈的匝數與線圈電壓關系中體會物理學中的和諧、統一美。

2．讓學生充分體會能量守恒定律的普遍性及辯證統一思想。教學重點：

變壓器的工作原理和規律 教學難點：

理解副線圈兩端電壓是與原線圈頻率相同的交變電流，推導變壓器原、副線圈電流、電壓與匝數的關系，學會處理實際問題 教學方法：

定性分析、定量推導 教學過程：

一、新課引入

在日常生活中，不同地方所需電壓不一樣。家用電器所需電壓為220V，半導體收音機所需的電壓不超過10V，電視機顯像管卻需要10000以上的高電壓······而大型發電站發出的交流電壓有幾萬伏，所以常常需要改變交流電壓的電壓值，以適應各種不同的需要。變壓器就是改變交流電壓的設備。

二、新課教學

（一）變壓器的構造

由鐵芯和線圈組成,如圖1所示。

（二）工作原理：互感現象

在原、副線圈中由于交變電流而發生的互相感應現象。由于互感現象，繞制原、副線圈的導線雖然并不相連，電能卻可以通過磁場從原線圈到達副線圈。變壓器只改變交流電的電壓，并不改變其周期和頻率。

（二）理想變壓器的基本規律

1、理想變壓器：忽略能量損失的變壓器（忽略原副線圈的電阻和各種電磁能量損失的變壓器）。

2、電壓關系

推導過程：由法拉第電磁感應定律可知

E1?n1???? E2?n2

?t?t故E1:E2?n1:n2

又對理想變壓器：E1?U1 E2?U

2所以U1:U2?E1:E2?n1:n2

當n1?n2時，U1?U2；升壓變壓器

n1?n2時，U1?U2；降壓變壓器。

3、功率關系：無能量損失，故P1?P2

4、電流關系：由功率關系可得U1I1?U2I2又知U1:U2?n1:n2，則I1:I2?n2:n1（只適用于只有一個副線圈的變壓器）。

5、對于有多個副線圈的變壓器

電壓關系：U1:U2:U3:.....?n1:n2:n3:......功率關系：p1?p2?p3?......電流關系：U1I1?U2I2?U3I3?......6、變壓器各物理量之間的制約關系

（1）在理想變壓器中，原線圈的端電壓U1是不變的，其值由電源決定，與原副線圈的匝數n1、n2無關；副線圈的端電壓U2由U1和匝數比n1/n2共同決定的，與負載電阻無關。

（2）在原副線圈的匝數比n1/n2和輸入電壓U1確定的情況下，原線圈的輸入電流I1是由副線圈的輸出電流I2決定的。

（3）變壓器的輸入功率隨輸出功率而變化，但變壓器不能改變P 入?P出的關系。