变压器与电力输送

1、6-5變壓器與電力輸送,一、電磁感應 二、變壓器 三、電力輸送,2006/12,1,國立苑裡高中 高一基礎物理,Michael Faraday,一、電磁感應,科學家法拉第 （Michael Faraday , 17911867，英國人） 在1831年，從實驗中發現磁場變化時，在封閉線圈中會產生電流，此現象稱為電磁感應,2006/12,2,國立苑裡高中 高一基礎物理,圖6-37電磁感應實驗,電磁感應實驗,圖中兩線圈相對 而立，線圈A連 接電池與開關， 線圈B連接檢流計。當線圈A的開關接通瞬間，A線圈有電流通過，此瞬間在A線圈因為電流的磁效應而產生磁場，通過B線圈的磁場由0快速增加，因而在B線圈上

2、產生電流，使檢流計偏轉，所產生的電流稱為感應電流,2006/12,3,國立苑裡高中 高一基礎物理,電磁感應模擬動畫,2006/12,4,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q1. Faraday的電磁感應是指,只要有磁場存在就有電流 必須引起磁場的變化才會產生電流 電流的變化才會產生磁場 穩定電流才會產生磁場 電荷運動而產生磁場,2006/12,5,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q1-2.下列何者是利用法拉第定律設計之裝置,影印機 電磁鐵 馬達 發電機 日光燈,2006/12,6,國立苑裡高中 高一基礎物理,二、變壓器,變壓器是一種利用電磁感應的原理，將交流電的電壓升高或降低的裝置，透過變壓器，可以將輸

3、入電壓轉成適當的輸出電壓，方便我們的電器使用。 有些電器如手提筆記型電腦，必須使用直流電，而電力公司提供給家庭用戶的皆為交流電，所以在家中，除了常需要能轉變電壓大小的變壓器外，還需要將交流電變為直流電的整流器,2006/12,7,國立苑裡高中 高一基礎物理,變壓器的構造,變壓器的構造是由 主線圈、副線圈、 鐵心所組成的（ 圖6-39）， 在一封閉的環形軟鐵心的左、右兩邊，各纏繞著不同匝數的線圈，其中連接輸入部分的線圈，稱為主線圈，輸入電源必須為交流電源；連接另一邊的線圈為輸出部分，稱為副線圈,圖6-39變壓器的構造,2006/12,8,國立苑裡高中 高一基礎物理,變壓器主要物理量的關係,輸入電

4、壓（VP）與輸出電壓（VS）的大小之比，為主線圈的纏繞匝數（NP）與副線圈的纏繞匝數（NS）之比。 理想的變壓器，不考慮熱損耗，輸入功率等於輸出功率,2006/12,9,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q2.變壓器原線圈有4000圈，副線圈有200圈，若輸入電壓為200伏特，則輸出電壓為多少伏特,8000 400 200 20 10,2006/12,10,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q3.如圖，變壓器使用時，若輸入的交流電為60Hz、 120V，則輸出的交流電為何,100Hz、120V 36Hz、120V 60Hz、250V 60Hz、90V 60Hz、200V,2006/12,11,國立苑裡高中

5、 高一基礎物理,Q4.欲把120V的交流電電壓降至6V，若變壓器中原線圈的匝數為400匝，則副線圈的匝數應為若干,20匝 40匝 480匝 1600匝,2006/12,12,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q5.一電燈泡接在理想的變壓器上，此變壓器的原線圈有10匝，副線圈有20匝，已知燈泡的電功率為20瓦特，則原線圈端的輸入功率為若干瓦特,5 10 20 40 80,2006/12,13,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q6.一理想變壓器，其主線圈有25匝，副線圈有500匝，若主線圈接上1.5V的電池一段時間後，則副線圈可量得電壓為,30V 20V 10V 0V,2006/12,14,國立苑裡高中 高

6、一基礎物理,Q7.有一理想的變壓器，其原線圈與副線圈的匝數比為1：10，今輸入端的電功率為100W，則輸出端的電功率為若干W,104 102 1 102 104,2006/12,15,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q8.將電壓自1000V降至50V的變壓器，其效率為90，若輸入的電流為1A，則輸出的電流為若干A,0.05 0.45 0.9 18 20,2006/12,16,國立苑裡高中 高一基礎物理,三、電力輸送,輸送電線的電阻，會造成電流的熱效應，使電能的損失.輸送電線上的電流愈小，則損失的電能便愈少。 變壓器的輸出功率是固定的，所以大幅提高變壓器的輸出電壓，便可大大降低輸出電流，因而能大量減

7、少在長途傳輸過程中的電能損失。 安全考量上，在輸送電力的過程中，幾十萬伏特的輸送電線通常都是利用絕緣良好的電纜線架在空曠的高架鐵塔上,2006/12,17,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q9.電力傳送要儘量減少傳送時因傳輸線電阻造成的能量損耗，又要節省線材成本及長跨距懸掛的可行性，下列何種金屬是現行長距離電力傳輸首選材料呢,金 銀 銅 鐵 鋁,2006/12,18,國立苑裡高中 高一基礎物理,臺灣電力公司的輸電系統,圖6-40電力輸送系統簡圖,2006/12,19,國立苑裡高中 高一基礎物理,Q10.電力公司在輸送長距離的電力，常採用下列哪一種方式,高電壓交流電，高電流 高電壓直流電，低電流 低電壓交流電，高電流 高電壓交流電，