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Transformer efficiency 公式,SPM 物理

公式:efficiency = (VsIs)/(VpIp) × 100%。考试不提供,需记忆。

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Transformer efficiency
efficiency = (VsIs)/(VpIp) × 100%

考试不提供,需记忆。

用途

Transformer efficiency 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
Vs次级电压V
Is次级电流A
Vp初级电压V
Ip初级电流A

公式变形

  • output power VsIs = efficiency × VpIp
  • input power VpIp = VsIs / efficiency

解题示例

输出功率 VsIs = 48 W,输入功率 VpIp = 60 W。 效率 = (VsIs)/(VpIp) × 100% = (48 / 60) × 100% = 80%。

常见陷阱

是输出除以输入,故效率恒 ≤ 100%。须用功率(V × I)值,而非仅电压。

理解变压器效率

效率把有用的输出功率与输入功率相比:效率 = (VsIs) / (VpIp) × 100%。其中 VsIs 是次级电压(V)和电流(A),给出输出功率 VsIs,单位瓦特;VpIp 是初级电压(V)和电流(A),给出输入功率 VpIp,单位瓦特。

两个功率相关,是因为实际变压器会在铁芯和绕组中以热的形式损失部分能量,所以输出总是略小于输入。效率是百分数,本身无单位。

移项时把效率当作分数:输出功率 VsIs = 效率 × VpIp 求有用功率,输入功率 VpIp = VsIs / 效率 求从电源取用的功率。

分步解题示例

一变压器从电源取用 Vp = 240 V、Ip = 2 A,并向某设备输出 Vs = 48 V、Is = 9 A。求其效率。

先算两个功率,再求比值:

输入功率 = VpIp = 240 V × 2 A = 480 W。

输出功率 = VsIs = 48 V × 9 A = 432 W。

效率 = (VsIs) / (VpIp) × 100% = (432 W / 480 W) × 100% = 90%

输出(432 W)小于输入(480 W),所以答案低于 100%,理应如此。相差的 48 W 以热的形式损失。

效率为 90%

常见错误与考法

关键陷阱是单独使用电压或电流,而非功率乘积 V × I。第二个错误是把比值颠倒(输入除以输出),会错误地得到大于 100% 的值。

第三是忘记 × 100%,使答案成为 0.9 而非百分数。

计算 下,除法前写出带单位的两行功率,并给出百分数。在 定义 下,说明效率是输出功率与输入功率之比,以百分数表示。

解释 下,可能要求说明损失的能量去了哪里,例如铁芯中涡流产生的热或线圈电阻产生的热。

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。
为什么变压器效率总是小于 100%?
实际变压器会以热的形式损失部分能量,来自铁芯中的涡流和铜绕组的电阻。所以输出功率总是略小于输入功率。
效率公式里用电压还是功率?
用功率,即电压乘以电流。算出输出的 VsIs 和输入的 VpIp,然后用输出除以输入,再乘以 100%。
变压器浪费的能量去了哪里?
变成热。主要原因是铁芯中感应的涡流、线圈的电阻发热,以及铁芯反复磁化,所以变压器使用时常会发热。

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