四　变压器
一、变压器的结构
1．变压器由________和绕在___________________组成
2．线圈
(1)与电源(或电路的上一级)连接的线圈叫________(或叫初级线圈)．
(2)与负载(或电路的下一级)连接的线圈叫________(也叫次级线圈)．
铁芯
铁芯上的线圈
原线圈
副线圈
3．变压器组成如图3－4－1所示：
图3－4－1
二、变压器的工作原理
1．变压器工作的基本原理和发电机一样，也是_________规律．
2．当原线圈上加交变电压U1时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的________，在原、副线圈中都要引起______________，如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生__________________．
3．穿过每匝线圈中的磁通量的________是一样的，因此每匝线圈中产生的感应电动势大小相等，匝数越多，_______________越大．
温馨提示　变压器不能改变直流电的电压．
电磁感应
磁通量
感应电动势
感应电流
变化率
总感应电动势
一、变压器的工作原理
变压器的示意图
图3－4－2
变压器的变压原理是电磁感应．如图3－4－2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．由于这种互相感应的互感现象，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．
特别提醒 (1)在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象．
(2)互感现象是变压器工作的基础：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化．
(3)变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用．
【典例1】 (多选)如图3－4－3所示为变压器的示意图，它被用来升高发电机的输出电压，下列说法中正确的是(　　)
变压器的原理和理解
图3－4－3
A．图中M是闭合的铁芯
B．发电机应与线圈 Ⅰ 相连，升高后的电压由c、d两端输出
C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈
D．变压器是根据电磁感应原理工作的
解析　由题知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以C项错，故选A、D.
答案　AD
【变式1】
(多选)对一正在工作中的变压器，下列说法正确的是(　　)
A．副线圈中的电流是从原线圈中传过来的
B．铁芯是用来导电的
C．副线圈中电流变小，原线圈中的电流也一定减小
D．副线圈相当于一个电源
【答案】CD
【解析】原、副线圈及铁芯间都是彼此绝缘的，铁芯是用来导磁的，故A、B错；由能量守恒知C正确；副线圈把磁场能转化为电能，给用电器提供电压电流，相当于一个电源．
【典例2】 一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图3－4－4所示．
变压器的规律及应用
图3－4－4
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A.
(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A，此时输入功率为________W.
答案　(1)0　0　(2)44　0.44　19.36
借题发挥　(1)变压器只改变交流电的电压，不改变直流电的电压．
(2)理想变压器的输入功率等于输出功率．输出功率决定输入功率大小．
【变式2】
(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是(　　)
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1
【答案】BD
【解析】对理想变压器，无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．B、D正确．
1．下列说法中不正确的是(　　)
A．变压器也可能改变恒定电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
变压器的原理和理解
【答案】A
【解析】变压器可以改变交变电流的电压、电流，其工作原理是电磁感应现象．
2．关于理想变压器，下面各说法中正确的是(　　)
A．它的输出功率可以大于它的输入功率
B．它不仅可以改变交流电压还可以改变直流电压
C．原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比
D．原副线圈的电流与它们的匝数成正比
【答案】C
【解析】理想变压器的输出功率等于输入功率，A错；变压器不能改变直流的电压，B错；原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比，通过原、副线圈的电流与它们的匝数成反比，C对，D错．
3．如图3－4－5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表 的读数为12 mA，那么安培表 的读数为(　　)
A．0
B．3 mA　　　　　
C．48 mA
D．与R大小有关
变压器的规律及应用
图3－4－5
【答案】A
【解析】导线AB切割磁感线产生的感应电动势为E＝BLv，为定值，故变压器原线圈中磁通量无变化，副线圈中无感应电动势，所以 的示数为零．
4．(多选)如图3－4－6所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电压，在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，可使(　　)
A．原线圈匝数n1增加
B．副线圈匝数n2增加
C．负载电阻R的阻值增大
D．负载电阻R的阻值减小
【答案】BD
图3－4－6