第4章 习题课4　变压器的应用及远距离输电问题

1、.习题课4变压器的应用及远间隔 输电问题学习目的1.进一步理解变压器原理及规律2.纯熟应用变压器原、副线圈的决定因素解决动态分析问题3.熟悉远间隔 输电中的各物理量关系和损耗问题，纯熟解决远间隔 高压输电中的实际问题合 作 探 究·攻 重 难理想变压器电路的动态问题分析1.首先明确变压器各物理量间的制约关系1输入电压U1决定输出电压U2：变压器原、副线圈匝数n1、n2确定，U1便决定了U2，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关2输出功率P2决定输入功率P1：即用多少送多少3输出电流I2决定输入电流I1：U2与负载电阻R通过欧姆定律决定输出电流I2的大小，由I1

2、I2决定I1的大小2分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点、欧姆定律及变压器各物理量间因果关系来依次确定其他量变化多项选择如图1所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，那么图1A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小BC保持Q的位置不动，那么副线圈的输出电压不变，当P向上滑动时，

3、副线圈电路中的总电阻变大，副线圈中的电流减小，根据变流比可知，原线圈中的电流减小，因此电流表的读数变小，A项错误，B项正确；保持P的位置不动，副线圈电路中的总电阻不变，当Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由变压比可知，副线圈的输出电压增大，副线圈中的电流增大，由变流比可知，原线圈中的电流增大，电流表读数变大，C项正确，D项错误含有变压器的动态电路问题分析：针对训练1多项选择如图2所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，那么图2A保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，I1将增大B保持U1及P的位置不变，K由b扳向a时，

4、R消耗的功率减小C保持U1不变，K接在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，K接在a处，假设U1增大，I1将增大ABD保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，n1减小，增大，由U2U1知U2变大，那么输出电流I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P1U1I1知，I1增大，A正确同理，K假设由b扳向a，R消耗功率将减小，B正确U1不变，K接在a处，使P上滑时，I2减小，I1也减小，故C错保持P的位置不变，K接在a处，假设U1增大，那么U2也增大，即I2增大，由于，故I1也应增大，故D正确远间隔 高压输电中的损耗问题1.解决远间隔 输电问题时，应首先画出输电的电路图，如图3所示，并将量

5、和待求量写在电路图的相应位置图32分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源3综合运用下面三方面的知识求解1能量守恒：P1U1I1U2I2P用户PPIRP用户U3I3U4I4.2电路知识：U2UU3UI2R3变压器知识：.其中PIR，UI2R往往是解题的切入点发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线的电阻为0.2 ，求：1此时用户得到的电压和电功率各为多少？2假如发电站先用变压比为110的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经101的降压变压器将电压降低后供给用户，那么用户得到的电压和电功率各是多少？思路点拨：【解析】1

6、输电线上的电流IR A200 A损失的电压URIRR2×0.2×200 V80 V损失的功率PRURIR80×200 W16 kW故用户得到的电压U用户UUR140 V用户得到的功率为P用户PPR28 kW.2升压变压器的匝数比n1n2110输入电压U1220 V因此，升压变压器的输出电压U2U12 200 V输电线上的电流IR A20 A损失的电压URIRR2×0.2×20 V8 V损失的功率PRURIR8×20 W160 W因此，降压变压器的输入电压U3U2UR2 192 V降压变压器的匝数比n3n4101所以用户得到的电压U4U

7、3219.2 V用户得到的功率P用户PPR43.84 kW.【答案】1140 V28 kW2219.2 V43.84 kW(1)用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的表达；(2)抓住输电的两头电源和用电器；分析一条线输电线；研究两次变压升压变压器和降压变压器；(3)注意输送电压(功率)、电压(功率)损失、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系.针对训练2如图4所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，为了减小向用户供电过程中产生的电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V电压，9.5 kW的电功率求：图41升压

8、变压器原、副线圈的匝数比.2输电线路的总电阻R.3末端降压变压器原、副线圈的匝数比.【解析】1升压变压器原、副线圈的匝数比.2由PIR，I2，得R，式中U22 000 V，P10×103 W，PPP用10×103 W9.5×103 W0.5×103 W解得R20 .3因为U3U2UU2I2R，式中U22 000V，I2 A5 A，R20 可得U31 900 V，所以.【答案】1220 3当 堂 达 标·固 双 基1对理想变压器作出的判断正确的选项是A高压线圈匝数多、电流大、导线粗B低压线圈匝数少、电流小、导线细C高压线圈匝数多、电流大、导线细D

9、低压线圈匝数少、电流大、导线粗D电压高的匝数多，电流小，用细线电压低的匝数少，电流大，用粗线2.多项选择如图5所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使【导学号：11452101】A原线圈匝数n1增加B副线圈匝数n2增加C负载电阻R的阻值增大D负载电阻R的阻值减小图5BD由，P出，可得P出，又因为P入P出，所以P入，分析可得选项B、D正确3多项选择如图6所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为15，原线圈两端的交变电压为u20sin 100tV.氖泡在两端电压到达100 V时开场发光以下说法中正确的有图6A开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB开关接通后，电压表的示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变AB变压器不能改变交变电流的频率，T s0.02 s，f50 Hz.因为一个周期内氖泡发光2次，故开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz，A项正确；电压表的示数是有效值，U1 V20 V，U2U1100 V，B项正确；不管开关是否断开，电压表示数不变，C项错误；开关断开后，变压器的输出功率减小，D项错误4以下关于远间隔 高压直流输电的说法中，正确的选项是【导学号：11452102】直流输电系统只在输电环节是直流，而发电环节