2022届高考物理二轮复习重难点专题38变压器、远距离输电重点知识讲解一、变压器1、主要构造由闭合铁芯、原线圈和副线圈组成。2、工作原理电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。互感现象是变压器工作的基础。3、理想变压器不考虑铜损（线圈电阻产生的焦耳热）、铁损（涡流产生的焦耳热）和漏磁的变压器，即它的输入功率和输出功率相等。理想变压器的基本关系式：（1）电压关系：原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比。UUU有若干个副线圈时：123nnn123（2）电流关系：只有一个副线圈时，原副线圈的电流跟它们的匝数成反比。（3）功率关系：输入功率等于输出功率．由PP及PUI推出有若干副线圈时：入出UIUIUIUI或UnUnUnUn。112233nn112233nn4、几种常见的变压器（1）自耦变压器—－调压变压器（2）互感器：电压互感器、电流互感器电压互感器：如图所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。电流互感器：如图所示，原线圈串联在待测高电流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。（一）理想变压器必须具有怎样的条件1、铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原副线圈两绕组每匝的磁通量都一样，每匝线圈中所产生的感En应电动势相等。原副线圈中产生的感应电动势与匝数成正比，即11。En222、线圈绕组的电阻不计，所以原副线圈相当于无内阻的电源，感应电动势与端电压相等，Un即UE，UE，有变压比11成立。1122Un223、铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象。由于满足以上条件，所以变压器工作时，能量损失不计，可以认为变压器的输出功率和输入功率相In等．有UIUI成立，于是可得电流比关系12。1122In214、若理想变压器有两个或两个以上副线圈，见图。（1）任意两个线圈的端电压之比等于线圈的匝数之比，可以是原线圈和任一个副线圈之间，也可以是任UnUnUn意两个副线圈之间。在图中，有11，11，22。UnUnUn223333（2）电流和匝数之间不再是反比关系。由输入功率等于输出功率，即UIUIUI和电压关系可得1`12233出电流和匝数之间的关系。（二）为什么理想变压器线圈两端的电压与该线圈匝数总成正比关系？理想变压器各线圈两端的电压与匝数成正比，不仅适用于原、副线圈各有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况，这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁芯内，穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，因而每匝线圈产生的电动势相同，每组线圈产生的电动势都和匝数成正比；在线圈内阻不计的情况下，线圈两端的电压等于电动势，故每组线圈两端的电压都与匝数成正比。以上结论只适用于各线圈绕在“回”字形铁芯上的情景，若线圈在“日”字形铁芯上，则上述结论不成立，因穿过各匝的磁通量不一定相同。（三）理想变压器有多个副线圈时，电压、电流与匝数的关系如图所示，原线圈匝数为n，两个副线圈的匝数分别为n和n，相应电压分别为U、U和U，相应的123123Un电流分别为I、I和I。根据理想变压器的工作原理可得11①1`23Un22Un11②Un33Un由此可得22③Un33根据PP得:UIUIUI④入出1`12233nn将①③代入④式得:IU1IUIU312n1232n22整理得:InInIn⑤112233以上①②③④⑤式即为多个副线圈的理想变压器的电压与匝数的关系和电流与匝数的关系。四、理想变压器各物理量变化的决定因素当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，怎样确定其他有关物理量的变化，可依据以下原则判定。参见图。n（1）输入电压U决定输出电压U，这是因为输出电压U2U。当U不变时，不论负载电阻R变化122n111与否，U不会改变。2（2）输出电流I决定输入电流I，在输入电压U一定情况下，输出电压U也被完全确定。当负载电阻21`12R增大时，I减小，则I相应减小；当负载电阻R减小时，I增大，则I相应增大（在使用变压器时，21`21`不能使变压器短路）。（3）输出功率P决定输入功率P，理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P