含理想變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析策略

含理想變壓器的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題的呈現(xiàn)方式，可以是原、副線圈的匝數(shù)比變化引起原、副線圈的電壓、電流等物理量發(fā)生變化;也可以是保持原、副線圈匝數(shù)比不變，副線圈所接外電路中的負(fù)載變化，從而引起原、副線圈電路中其他物理量發(fā)生變化。分析此類問(wèn)題的前提條件是明確理想變壓器的工作原理，厘清理想變壓器的特征和各物理量之間的制約關(guān)系，掌握恒定電路中各物理量的定量關(guān)系。

一、理想變壓器的工作原理

變壓器工作的基礎(chǔ)是互感現(xiàn)象，即通過(guò)原線圈的變化的電流在鐵芯中激發(fā)變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

二、理想變壓器的三個(gè)特征

1.因原、副線圈的電阻不計(jì)，故線圈上沒(méi)有焦耳熱的損失，即理想變壓器無(wú)銅損。

2.忽略原、副線圈中的磁滯損耗和渦流損耗，即理想變壓器無(wú)鐵損。

3.忽略原、副線圈中的磁通泄露，即理想變壓器無(wú)磁漏。

三、理想變壓器中各物理量之間的制約關(guān)系

1.功率之間的制約關(guān)系：因?yàn)椴挥?jì)焦耳熱損失，所以原、副線圈上的電功率總是相等關(guān)系，且滿足P 出制約P入，即副線圈上需要多少功率，原線圈中就提供多少功率。如果有多個(gè)副線圈，則滿足P入=P出1+P出2+……的關(guān)系。

2.電壓制約關(guān)系：因?yàn)樵⒏本€圈中無(wú)漏磁，所以原、副線圈上的電壓比等于匝數(shù)比，即U原：U副=n原：n副。

3.電流制約關(guān)系：當(dāng)理想變壓器只接一對(duì)原、副線圈時(shí)，原、副線圈中的電流滿足I原：I副=n副：n原的關(guān)系。

四、恒定電路中各物理量的定量關(guān)系

1.在串聯(lián)電路中：電流相等，電壓U=IR，功率P=I2R。

2.在并聯(lián)電路中：電壓相等，電流I=U/R，功率P=U2/R。

例題 一含有理想變壓器的電路如圖l所示，定值電阻R1 =3 Ω，R2=1Ω，R3=4 Ω，電流表為理想電表，理想變壓器原線圈接正弦式交流電壓源U，其輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I;當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I。則該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（ ）。

A.2

B.3

C.4

D.5

分析：開關(guān)S閉合后，副線圈所接電路中的電阻發(fā)生變化，進(jìn)而引起整個(gè)電路中各物理量均發(fā)生變化，求解的關(guān)鍵是找出發(fā)生變化的各物理量遵循的定量關(guān)系。

分析含理想變壓器的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題的步驟總結(jié)為：確定發(fā)生變化的源頭一從原、副線圈電路兩邊向中間的線圈推一根據(jù)理想變壓器遵循的“原、副線圈互感應(yīng)，電壓原制副來(lái)應(yīng)，電流原副成反比，功率原副皆等同”規(guī)律列式求解。

作者單位：重慶市永川中學(xué)校