低頻變壓器的圈數和電壓比的關系分析

一、實驗目的

1、了解變壓器的基本構造；

2、探究變壓器兩端的電壓與匝數的關系；

3、學會用控制變量法分析物理量的關系。

二、實驗原理

保持原線圈匝數不變，改變副線圈匝數。當變壓器初級分別接“0”、“400”匝兩端，次級分別接n2（“0”、“200”匝）兩端和n%272（“0”、“800”匝）兩端。用多用電表的交流電壓檔測得次級電壓，記錄數據U2+、U%272，比較兩次次級電壓之比與匝數比的關系是否滿足：

保持副線圈匝數不變，改變原線圈匝數。當變壓器初級分別接n1（“0”、“100”匝）兩+端和n%271+（“0”、“400”匝）兩端，次級接“0”、“200”匝兩端。用多用電壓表的電壓檔分別測得次級電壓。記錄數據U2+、U%272+，比較兩次次級電壓之比與匝數比的關系是否滿足：

三、實驗器材

可拆變壓器1個、學生電源1個（交流0~12V可調）、多用電表1個（含0~50V交流電壓檔）、導線若干。

四、實驗設計與過程

1.仔細觀察變壓器，了解變壓器構造。

2.斷開學生電源，將電源調制交流2V接初級線圈n1%3D100匝，將學生多用電表調到交流電壓最大檔接在次級“0”、“200”接線柱，經檢查無誤后，接通電源，粗略測出電壓。斷開電源開關，將多用電表調制交流電壓合適的檔位，再次接通電源，測出次級線圈兩端的電壓。

3.斷開電源，不改變初級線圈所接的電壓和匝數，將學生多用電表調到交流電壓最大檔一次接在次級“200”、“800”接線柱；“800”、“1600”接線柱；“200”、“1600”接線柱；“0”、“1600”接線柱。按步驟2中的測量方法分別進行測量。

4.斷開電源，將電源調制交流10V接初級線圈n1%3D200匝，將學生多用電表調到交流電壓最大檔接在次級“0”、“400”接線柱，經檢查無誤后，接通電源，粗略測出電壓。斷開電源開關，將多用電表調制交流電壓合適的檔位，再次接通電源，測出次級線圈兩端的電壓。

5.斷開電源，保持電源交流10V檔位不變，初級分別接“200”、“800”接線柱；“800”、“1600”接線柱；“200”、“1600”接線柱；“0”、“1600”接線柱，保持學生多用電表為交流電壓最大檔接在次級“0”、“400”接線柱不變，按步驟4中的測量方法分別進行測量。

6.斷開電源開關。實驗完畢，整理實驗器材。

五、收集數據

1.保持原線圈匝數n1和電壓U1不變，改變副線圈匝數n2，研究n2對副線圈電壓U2的+影響。

2.保持副線圈匝數n2和電壓U1不變，改變原線圈匝數n1，研究n1對副線圈電壓U2的影響。

六、分析論證

在誤差允許的范圍內，利用數學歸納法不難總結出原副線圈電壓與匝數間的關系。

七、誤差分析

1.原線圈和副線圈中的電流共同產生的磁通量，絕大部分通過鐵芯，有一小部分漏到鐵芯之外。所以用變壓器來做這個實驗只能是電壓比略大于匝數比。

2.是由于原副線圈存在電阻，使線圈的端電壓小于感應電壓。改進方法是采用互相絕緣硅鋼片疊成的鐵芯代替整塊鐵芯和條形鐵軛之間的光潔面要清潔，無銹斑、污漬，鐵芯和條形鐵軛要用螺絲壓緊。

八、注意事項：

1.試驗電源用低壓交流電源，電壓不要超過12V。不能使用直流電源，也不能使用高壓交流電源。

2.連接電路后由同組的幾位同學分別獨立檢查，經老師檢查后才能接通電源。

3.連接電路是要切斷電源，調節(jié)時不要用手接觸裸露的導線、接線柱。

4.為了多用電表的安全，使用交流電壓當時，先用最大量程檔測試，大致確定被測定電壓后再選用適當的檔位進行測量。

5.副線圈的匝數要從小到大變化，原線圈的匝數要從大到小變化。

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