安徽省高三物理一轮 第十章 第二讲 变压器 电能的输送课件 选修32

第二讲变压器电能的输送第二讲变压器电能的输送一、变压器一、变压器1变压器的构造：如下图所示，变压器是由变压器的构造：如下图所示，变压器是由_和绕在铁芯上的和绕在铁芯上的_组成组成的的闭合铁芯闭合铁芯两个线圈两个线圈(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫_线圈线圈(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫副线圈：与负载连接的线圈，也叫_线圈线圈2变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的中激发磁场，由于电流的_、_在不在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化变化断变化，铁芯中的磁场也在不断变化变化的磁场在副线圈中产生的磁场在副线圈中产生_，所以尽，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流够输出电流_是变压器工作的基是变压器工作的基础础初级初级次级次级大小大小方向方向感应电动势感应电动势互感现象互感现象能量损失能量损失输入输入输出输出P入入P出出U2I2U3I3UnIn5几种常用的变压器几种常用的变压器(1)自耦变压器的原、副线圈共用一个自耦变压器的原、副线圈共用一个_，如图如图A、B所示所示(2)电压互感器：属降压变压器，电压互感器：属降压变压器，_在电在电路中，用于测高电压，如图路中，用于测高电压，如图C所示所示(3)电流互感器：属于升压变压器，电流互感器：属于升压变压器，_在在电路中，用于测大电流，如图电路中，用于测大电流，如图D所示所示线圈线圈并联并联串联串联I2Rt(2)减小输电导线中的输电电流由减小输电导线中的输电电流由PUI可可知，当输送功率一定时，提高输电的电压，知，当输送功率一定时，提高输电的电压，可以减小输电电流可以减小输电电流这两种方法中，适用于远距离输电的是这两种方法中，适用于远距离输电的是_，即利用高压输电，即利用高压输电 减小输电电流减小输电电流3高压输电的原理高压输电的原理由输送功率由输送功率PUI，其中，其中U为为_，I为为_，因而当输送功率一定时，可以提，因而当输送功率一定时，可以提高高_，以减小，以减小_，则线路上，则线路上的功率损耗的功率损耗P损损I2R可大幅度减小，这是行之可大幅度减小，这是行之有效的办法有效的办法 输送电压输送电压输送电流输送电流输送电压输送电压U输送电流输送电流I一、理想变压器原、副线圈基本量的关系一、理想变压器原、副线圈基本量的关系基基本本关关系系功率功率关系关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率功率电压电压关系关系原、副线圈的电压比等于匝数比，与原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关负载情况、副线圈个数的多少无关电流电流关系关系只有一个副线圈，电流和匝数成反比只有一个副线圈，电流和匝数成反比多个副线圈，由输入功率和输出功率多个副线圈，由输入功率和输出功率相等确定电流关系相等确定电流关系频率频率关系关系原、副线圈中交流电的频率相等原、副线圈中交流电的频率相等制制约约关关系系电压电压副线圈电压副线圈电压U2由原线圈电压由原线圈电压U1和和匝数比决定匝数比决定功率功率原线圈的输入功率原线圈的输入功率P1由副线圈的由副线圈的输出功率输出功率P2决定决定电流电流原线圈电流原线圈电流I1由副线圈电流由副线圈电流I2和和匝数比决定匝数比决定(1)基本关系中基本关系中U1、U2、I1、I2均指有效值均指有效值(2)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比，多个副线圈的变压器没有这种关系比，多个副线圈的变压器没有这种关系 三、高压输电问题的分析三、高压输电问题的分析1对高压输电问题，应按对高压输电问题，应按“发电机发电机升压变压器升压变压器远距离输电线远距离输电线降压降压变压器变压器用电器用电器”这样的顺序，或从这样的顺序，或从“用电器用电器”倒推到倒推到“发电机发电机”一步一步一步进行分析一步进行分析2远距离高压输电的几个基本关系远距离高压输电的几个基本关系(如下图为例如下图为例)：答案：答案：C答案：答案：B答案：答案：C4(2010天津理综改编题天津理综改编题)为探究理想变压器原、副线圈电压、为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示当，导线电阻不计，如图所示当开关开关S闭合后闭合后()AA1示数变小，示数变小，A1与与A2示数的比值不变示数的比值不变BA1示数变大，示数变大，A1与与A2示数的比值变大示数的比值变大CV2示数变小，示数变小，V1与与V2示数的比值变大示数的比值变大DV2示数不变，示数不变，V1与与V2示数的比值不变示数的比值不变答案：答案：D答案：答案：A理想变压器基本关系的应用理想变压器基本关系的应用答案：答案：C答案：答案：C理想变压器的动态分析理想变压器的动态分析解析：解析：由于原、副线圈两端电压不变，当开关由于原、副线圈两端电压不变，当开关S闭合时，回路中总电闭合时，回路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路上电流增加，但并联电路两端阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路上电流增加，但并联电路两端电压不变，选项电压不变，选项A错误，错误，B正确；正确；答案：答案：BA副线圈输出电压的频率为副线圈输出电压的频率为50 HzB副线圈输出电压的有效值为副线圈输出电压的有效值为31VCP向右移动时，原、副线圈的电流向右移动时，原、副线圈的电流比减小比减小DP向右移动时，变压器的输出功率向右移动时，变压器的输出功率减小减小 答案：答案：A远距离输电问题远距离输电问题某学校有一台应急备用发电机，内阻为某学校有一台应急备用发电机，内阻为r1 ，升压变压器的匝数比为升压变压器的匝数比为1 4，降压变压器的匝，降压变压器的匝数比为数比为4 1，输电线的总电阻为，输电线的总电阻为R4 ，全校，全校22个教室，每个教室用个教室，每个教室用“220 V,40 W”的灯泡的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则盏，要求所有灯都正常发光，则(1)发电机的输出功率多大？发电机的输出功率多大？(2)发电机的电动势多大？发电机的电动势多大？(3)输电线上损耗的电功率多大？输电线上损耗的电功率多大？ 答案：答案：B1.(2010江苏单科改编题江苏单科改编题)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率减小输电线上损耗的功率减小D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大输电线上损耗的功率占总功率的比例增大答案：答案：DA该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u20sin (100t) VB接在副线圈两端的交流电压表的示数为接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1 VC该变压器原线圈输入频率为该变压器原线圈输入频率为50 HzD接在副线圈两端的阻值为接在副线圈两端的阻值为20 的白炽灯消耗的的白炽灯消耗的功率为功率为 5 W答案：答案：BA滑动变阻器滑动变阻器R消耗的功率为消耗的功率为36 WB定值电阻定值电阻R0的电阻值为的电阻值为19 C流过灯泡流过灯泡L的交变电流频率为的交变电流频率为25 HzD将滑动变阻器将滑动变阻器R的滑片向上滑时，灯泡的滑片向上滑时，灯泡L的亮度变暗的亮度变暗 答案：答案：B答案：答案：D答案：答案：B24变压器原理在实际中的应用变压器原理在实际中的应用理想变压器原理成为最近几年高考的热点，一般是考查变压器的理想变压器原理成为最近几年高考的热点，一般是考查变压器的电压关系、能量关系和电流关系，题型以选择题为主把对变压电压关系、能量关系和电流关系，题型以选择题为主把对变压器器(电磁感应原理电磁感应原理)的考查灵活地融入实际问题中，涉及内容虽然的考查灵活地融入实际问题中，涉及内容虽然较为简单，但题意耐人寻味较为简单，但题意耐人寻味答案：答案：1.8 k练规范、练技能、练速度