高二物理变压器的电流

题目

高二物理变压器的电流
变压器中,因为原线圈的功率跟副线圈的功率相等,匝数比恒定,电压恒定,原线圈电流会随副线圈的电流改变而改变,那么,从另一角度说,原线圈中的电阻没变,电压没变,电流怎会变了呢?
但是为什么电阻没变,电压没变,电流却变了?从功率不变推到电流没变只是从结果推到原因,电流不变的根本原因是什么?

答案

为什么电阻没变,电压没变,电流却变了呢?
这是因为变压器不是一个纯电阻电路,它主要是一个感抗电路,
电阻+电感抗=阻抗
电流=电压/阻抗
副线圈的电流改变,改变了原线圈中的感抗,所以电阻没变,电压没变,电流变化了.
附:变压器的原理
当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1,它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路.在次级线圈中感应出互感电势U2,同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近,从而限制了I1的大小.为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗,尽管此时次级没接负载,初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们称为“空载电流”.
如果次级接上负载,次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通ф2,ф2的方向与ф1相反,起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁通量有所减少,从而使初级自感电压E1减少,其结果使I1增大,可见初级电流与次级负载有密切关系.当次级负载电流加大时I1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变.如果不考虑变压器的损耗,可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率.变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率.