有关变压器的3个问题

吴晓松

(梁平红旗中学校　重庆　405200)



有关变压器的3个问题

吴晓松

(梁平红旗中学校重庆405200)

就变压器或多或少存在着不同程度困惑的3个问题进行分析与讨论.

变压器问题交变电流

交变电流和变压器是中学物理教学中的一个重点和难点内容，特别是在变压器这部分内容的教学中，或多或少存在着不同程度的困惑．笔者在教学过程中整理了其中较为典型的3个问题，以期与同行交流、讨论．

1　一问变压器

图1

XL=2πf L=ωL

从而感应电动势为

-Umcosωt=-U1

即变压器原线圈的电动势E1与输入电压U1总是大小相等(负号是由于感应电动势的相位比输入电压的相位落后π)，或者说E1与U1总是等大反相，而与频率f无关． 实际上，交变电流的频率f越大，电流确实变化得要快一些，但是同时线圈的感抗

2　二问变压器

根据楞次定律，变压器原线圈产生的感应电动势阻碍的是电流的变化，而不是阻碍电流，空载时若原线圈真的是电流为零的话，怎么会产生感应电动势呢？所以空载时，仍然有电流通过原线圈．如图2示，我们可以把原线圈看成一个“电阻”，不过，这个“电阻”的大小与频率有关，频率越大，“电阻”越大．

图2

图2中，电压表有示数，且大小为 E1=U1，而

由能量守恒定律可知，输入功率和输出功率总是相等的．空载时，原线圈相当于一个负载，即纯电感．虽然有空载电流，但是它并没有把能量消耗出去，空载电流只是起励磁作用，即它只是把电势能转化为线圈里的磁场能，且周期性的存储和送还．这就相当于把交流电源和电容器连成回路时，电容不断地进行充放电一样，电容器并不消耗能量，只是电势能和电场能之间的不断转换而已．

设

U1=Umcosωt

则

3　三问变压器

当变压器副线圈有负载时，如图3所示.

图3

即副线圈有负载电阻R时，相当于将这个负载电阻R折合为一个等效电阻R′并联在原线圈回路上．那么借用纯电阻中串并联电路规律，有

I1=I+I′

所以I1>I，但由于空载电流I很小，近似有

2016-03-14)