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Ideal transformer (power) 公式,SPM 物理

公式:VpIp = VsIs。考试不提供,需记忆。

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Ideal transformer (power)
VpIp = VsIs

考试不提供,需记忆。

用途

Ideal transformer (power) 用于电磁学(SPM 物理中五)。每一行运算都要带 SI 单位。 电磁学

符号与 SI 单位

符号含义SI 单位
Vp初级电压V
Ip初级电流A
Vs次级电压V
Is次级电流A

公式变形

  • Is = VpIp / Vs
  • Ip = VsIs / Vp
  • Vs = VpIp / Is

解题示例

一理想变压器 Vp = 240 V,Ip = 0.5 A,Vs = 12 V。 Is = VpIp / Vs = (240 × 0.5) / 12 = 10 A。

常见陷阱

此式假设效率为 100%(输入功率 = 输出功率)。降低电压则电流增大。

理解理想变压器(功率)

对理想变压器,输入功率等于输出功率:VpIp = VsIs。其中 VpVs 是初级与次级电压,单位伏特(V);IpIs 是初级与次级电流,单位安培(A)。

此关系成立,是因为理想变压器不损耗能量,所以供给初级的全部功率都出现在次级。这意味着电压与电流相互权衡:若电压降低,电流按相同比例升高,反之亦然。

移项时分离未知量:Is = VpIp / Vs 求次级电流,Ip = VsIs / Vp 求初级电流,Vs = VpIp / Is 求次级电压。

分步解题示例

一理想变压器初级电压 Vp = 240 V,次级电压 Vs = 48 V,次级电流 Is = 2 A。求初级电流 Ip。

由于输入功率等于输出功率,移项求 Ip:

Ip = VsIs / Vp = (48 V × 2 A) / 240 V = 96 / 240 = 0.4 A

电压从 240 V 降至 48 V(倍数为 5),所以电流从 0.4 A 升至 2 A(倍数也是 5),证实了这种权衡。

验算功率:输入 = 240 × 0.4 = 96 W,输出 = 48 × 2 = 96 W。初级电流为 0.4 A

常见错误与考法

常见失误是把错误的电压与错误的电流配对,例如写成 VpIs。始终用某线圈自身的电压乘以自身的电流。

另一错误是以为电压和电流一起上升;在降压中它们朝相反方向变化。第三是忘记此式假设效率为 100%,而实际变压器永远达不到。

计算 下,代入带单位的数值,并以合理有效数字给出答案。在 定义 下,说明理想变压器的输入功率等于输出功率。

解释 下,可能要求说明为何高压输电能减少电缆中的功率损耗,利用升压后所允许的小电流。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
理想变压器有什么假设?
它假设效率为 100%,所以没有能量以热的形式在铁芯或线圈中损失。此时输入功率 VpIp 恰好等于输出功率 VsIs。
如果电压升高,电流会怎样?
电流会按相同倍数降低,因为功率保持不变。在理想变压器中,电压加倍则电流减半。
为什么用高压输送电力?
升高电压能让相同的功率以小得多的电流流动。电流越小,在输电电缆中以热形式浪费的能量越少(源于 I²R 发热效应)。

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