32第五章交流电第五节变压器与高压输电.ppt

变压器与高压输电,理想变压器,理想变压器的两个基本公式是：,p入=p出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。,需要特别引起注意的是：,只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：,变压器的输入功率由输出功率决定，往往用到：,1.图1817为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12v100w”的灯泡上已知变压器初、次级线圈匝数之比为181，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为_v，电流表读数为_a,解答：由公式u1/u2n1/n2，得u1u2n1/n2216(v)；因理想变压器的初、次级功率相等，所以i1p1/u1p2/u20.46(a)即电压表、电流表读数分别为216v、0.46a,2变压器原线圈1400匝，副线圈700匝，并接有电阻r，当变压器工作时原副线圈中a电流频率之比为21b功率之比为21c电流之比为21d电压之比为21,d,3如图1821用理想变压器给变阻器r供电，设输入交变电压不变当变阻器r上的滑动触头p向上移动时，图中四只电表的示数和输入功率p变化情况是：,v1_，v2_，a1_，a2_，p_,不变,不变,变小,变小,变小,4.理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，电源电压为u1=220v。n2上连接的灯泡的实际功率为36w，测得初级线圈的电流为i1=0.3a，求通过n3的负载r的电流i3。,解：由于两个次级线圈都在工作，所以不能用i1/n，而应该用p1=p2+p3和un。由un可求得u2=36v，u3=1000v；由u1i1=u2i2+u3i3和i2=1a可得i3=0.03a。,5.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是,解：电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。选a。,.远距离输电,一定要画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为n1、n2n3、n4，相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是：p1=p2，p3=p4，p2=prp3。电压之间的关系是：,电流之间的关系是：,i2,i3,ir中只要知道一个，另两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。,输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用,而不能用,特别重要的是要会分析输电线上的功率损失,由此得出的结论：减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能减小输电线截面积，从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材。,6.在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为p=500kw，当使用u=5kv的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：这时的输电效率和输电线的总电阻r。若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？,解；由于输送功率为p=500kw，一昼夜输送电能e=pt=12000度，终点得到的电能e/=7200度，因此效率=60%。输电线上的电流可由i=p/u计算，为i=100a，而输电线损耗功率可由pr=i2r计算，其中pr=4800/24=200kw，因此可求得r=20。,输电线上损耗功率,原来pr=200kw，现在要求pr=10kw，计算可得输电电压应调节为u=22.4kv。,7.学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1，升压变压器匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为r=4，全校22个教室，每个教室用“220v，40w”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？输电线上损耗的电功率多大？,解：所有灯都正常工作的总功率为22640=5280w，用电器总电流为,a，输电线上的电流,a，降压变压器上：u2=4u2/=880v，,发电机的电动势e=u1+i1r=250v输电线上损耗的电功率pr=ir2r=144w,输电线上的电压损失为：ur=irr=24v，因此升压变压器的输出电压为u1=ur+u2=904v，输入电压为u1=u1/4=226v，输入电流为i1=4i1/=24a，所以发电机输出功率为p出=u1i1=5424w,8.为了减少因发电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站，三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v13m/s的速度流入水轮机后以v21m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为q10m3/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80，试问：(1)发电机组的输出电功率是多少？(2)如果发电机输出电压为240v，用户需电压220v，输电线路中能量损失为5，输电线电阻为0.8，那么所需升降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？,解析：