变压器的工作原理

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1、变压器的工作原理常州刘国钧高等职业技术学校杨欢一、地位和作用本节内容节选自周绍敏主编的《电工基础》第十一章第二节《变压器的工作原理》。此节内容在本章中占有举足轻重的地位和作用。本课既是对前面学过的电磁感应原理的综合实际运用，又是我们学习电力系统中，第一种常见的电气设备。学好本节知识，对今后学习各相关专业理论和技能课程，打下基础。二、学习对象分析1、学习现状：学生在前面的学习过程已经具备了直流电交流电以及电磁感应原理的相关知识。2、学习态度：学生对电工基础这门课程较感兴趣，学习态度好。3、学习能力：

2、学生学习理论知识的能力较强，但实际应用能力以及动手实验能力有待提高。三、设计思想1.变压器工作原理的教学应围绕变压器是按什么原理工作的？变压器次级绕组上为什么有电压？变压器为什么能变换交流电压和电流，而不能变换直流电压和电流？变压器又是怎样变换交流阻抗的？以及变压器的外特性和电压变化率等问题为线索展开教学过程．　本书一开始从电磁感应原理出发，具体阐述了变压器的工作原理．然后通过忽略变压器的铁损，铜损以及漏磁通的情况下，即从理想变压器出发，分别讨论了变压器的几个作用，如变换交流电压，变换交流电流以及

3、变换交流阻抗．针对学生现有的知识水平和认知特点，可以对上述教学思路进行改进，采用定性分析和定量推导相结合、实验探究和理论推导相结合的方法，使学生先在实验探究中发现变压器能变换交流电压以及交流电流并发现电压，电流与线圈匝数之间存在的关系，然后从电磁感应原理出发解释和推导这一关系．这样处理，学生对变压器的变换交流电压，以及变换交流电流的原理理解将更加深刻，学生的实验能力和理论分析能力将同时得以训练和培养．2．以能量的转化和传输为核心，突出变压器的理想化模型，是本节课教学内容所遵循的基本原则．本书所讨论

4、的变压器的几个作用，都是以理想变压器为基础的，即忽略变压器的损耗（包括铁损和铜损）以及漏磁通的情况下．教学中通过引导学生分析变压器传输电能时因各种原因而产生的电能损耗，提出变压器的理想化条件，建立理想模型，在此基础上进一步分析导出理想变压器原副线圈的功率关系、电压关系和电流关系．这样处理教学思路清晰，教学过程自然流畅，不仅能使学生准确理解理想变压器的工作原理和工作特性，而且能使学生再次学习建立物理模型的方法，有利于提高他们的分析概括能力．3．定性实验与定量实验相结合，是实现突破本节课教学重点和难点

5、的关键．通过对理想变压器原副线圈之间电压、电流与匝数之间关系的定量实验的基础上，增加了动态定性实验的演示．例如，在探究闭合铁芯在变压器中的作用时，增加了“变压器的铁芯从不闭合到闭合时，小灯泡的亮度逐渐增加”的实验；在探究原副线圈电流、功率与负载电阻的关系时，增加了“原副线圈的电流随与小灯泡并接支路的增加而不断增大”的实验等．这些动态演示实验避开理想变压器与实际变压器的差异，突出展示了它们相同的物理本质和动态变化规律．学生对这些动态演示实验不但容易直接感知，印象深刻，而且加深了对变压器这一常见电气设

6、备的全面理解和动态把握，训练了学生的观察能力和动态分析能力．4．重视问题情境的创设和学生思维动机的激发，引导学生主体积极参与教学，主动地探究和建构知识，是优化本课题教学过程的有效途径．通过实验方法、理想化方法等培养学生思维能力、探究能力．并采用师生共同参与的启发式问题探究课，在教学中以实验为载体展开过程，以问题为线索将课堂教学组织起来，通过积极创设问题情境，力求使实验与思维有机结合，层层递进，使学生始终处于积极参与探究的状态之中，充分展现教学的特点和魅力．四、教学目标分析1．知识目标　　理解互感现

7、象，了解变压器的工作原理．　　掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题．　　掌握理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题．　　掌握理想变压器变换交流阻抗的关系．　　2．能力目标　通过观察演示实验，培养学生的观察能力与动态分析能力。　　从变压器三个作用得出过程中培养学生总结概括能力．　　从理想变压器概念引入使学生了解理想化模型建立的基础和建立的意义．3．情感目标　　让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想．　　培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．

8、4．教学重点：变压器工作原理及作用．5．教学难点：（1）理解次级绕组两端的电压为交变电压．（2）推导变压器初级线圈和次级线圈的电压、电流与匝数关系．（3）掌握公式中各物理量所表示对象的含义。五.教学模式：探究式教学、启发式教学。六.教学方法：实验法、理想化方法。七.教学过程设计[复习]：前面我们主要学习了变压器的用途和种类以及它的基本构造，现在来回忆一下。[放幻灯片]1.变压器的用途有哪些？种类有哪些？2.变压器的图形符号，文字符号是什么？3．变压器的基本构成是怎样的？[讲授]：变