第十章第二节变压器 远距离输电

1、第二节变压器远距离输电第二节变压器远距离输电第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器一、变压器原理一、变压器原理1工作原理工作原理：电磁感应的：电磁感应的_现象现象互感互感2理想变压器的基本关系式理想变压器的基本关系式(1)功率关系：功率关系：P入入P出出(2)电压关系：电压关系： _，若，若n1n2，为，为_变压器；变压器；若若n1I1，故故 U2U1，变压器为降压变压器变压器为降压变压器，选项选项C 错错误；因误；因 I2增大增大，故知故知 R 减小减小，变阻器滑片是沿变阻器滑片是沿 cd 的的方向滑动方向滑动，选项选项 D 正确正确

2、 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器变压器的负载电阻不变时的动态分析变压器的负载电阻不变时的动态分析 (单选单选)(2015高考广东卷高考广东卷)如图为气流加热装置的示如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器原意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头头P， 使输出电压有效值由， 使输出电压有效值由220 V降至降至110 V 调节前后 调节前后( ) A副线圈中的电流比为副线圈中的电流比为 12 B副线圈输出功率比为副线圈输出功

3、率比为 21 C副线圈的接入匝数比为副线圈的接入匝数比为 21 D原线圈输入功率比为原线圈输入功率比为 12 C栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 解析解析 根据欧姆定律根据欧姆定律 IUR，U2由由 220 V 降至降至 110 V，副线圈副线圈上的电流变为原来的上的电流变为原来的12，即调节前后即调节前后，副线圈上电流之比为副线圈上电流之比为21， 选项选项 A 错误； 根据错误； 根据 PUI 知知， U、 I 均变为原来的均变为原来的12时时，副线圈副线圈上输出的功率变为原来的上输出的功率变为原来的14，即调节前后副线圈的输即调节前后副线圈的输出功率之比为出功率之

4、比为 41，选项选项 B 错误；根据理想变压器电压与错误；根据理想变压器电压与匝数的关系匝数的关系U1U2n1n2，当当 U2由由 220 V 降至降至 110 V 时时， 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器n2变为原来的变为原来的12，即调节前后副线圈接入的匝数比为即调节前后副线圈接入的匝数比为 21，选项选项 C 正确；根据理想变压器正确；根据理想变压器 P入入P出出，所以原线圈输入功所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比即调节前后原线圈输入功率之比为为 41，选项选项 D 错误错误 栏目栏目导引导引第十章交变电流传

5、感器第十章交变电流传感器 变压器动态分析的思路流程变压器动态分析的思路流程 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器考点三关于远距离输电问题的分析考点三关于远距离输电问题的分析1远距离输电的处理思路远距离输电的处理思路：对高压输电问题，应按：对高压输电问题，应按“发电发电机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变压器降压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”一步一步进一步一步进行分析行分析 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器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(以下

6、图为例以下图为例) (1)功率关系：功率关系：P1P2，P3P4，P2P损损P3. (2)电压、电流关系：电压、电流关系：U1U2n1n2I2I1，U3U4n3n4I4I3 U2UU3，I2I3I线线 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器电损的分析与计算电损的分析与计算 (单选单选)(2014高考浙江卷高考浙江卷)如图所示为远距离交流输如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是电的简化电路图发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是的两条输电线输电，输电线

7、路中的电流是 I1，其末端间的，其末端间的电压为电压为 U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为端的电流为 I2.则则( ) A栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器A用户端的电压为用户端的电压为I1U1I2 B输电线上的电压降为输电线上的电压降为 U C理想变压器的输入功率为理想变压器的输入功率为 I21r D输电线路上损失的电功率为输电线路上损失的电功率为 I1U 解析解析 根据理想变压器的工作原理根据理想变压器的工作原理，得得 I1U1I2U2，所以用所以用户端的电压户端的电压 U2I1U1I2，选项选项 A

8、正确；输电线上的电压降正确；输电线上的电压降 UI1rUU1，选项选项 B 错误；变压器的输入功率错误；变压器的输入功率 P1I1UI21rI1U1， 选项选项C错误； 输电线路上损失的功率错误； 输电线路上损失的功率PI21rI1(UU1)，选项选项 D 错误错误 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器输电线路的设计与计算输电线路的设计与计算 1897 年，举世闻名的年，举世闻名的“尼亚加拉尼亚加拉”水电站在美丽的水电站在美丽的尼亚加拉瀑布建成，现已使用尼亚加拉瀑布建成，现已使用 100 多年当时世界各地都在多年当时世界各地都在使用费用高昂的直流电使用费用高昂的直流电(因为

9、使用直流电时必须每隔一公里因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组建设一套发电机组)， 而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的， 而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电 若其中某一发电机组设计为： 发电机最大输出功率为若其中某一发电机组设计为： 发电机最大输出功率为 P100 kW， 输出电压为， 输出电压为 U1250 V， 用户需要的电压为， 用户需要的电压为 U2220 V，输电线电阻为输电线电阻为 R10 ，输电线中因生热而损失的功率为输，输电线中因生热而损失的功率为输送功率的送功率的 4%. 栏目栏

10、目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器(1)画出此输电线路的示意图画出此输电线路的示意图 (2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈匝数比求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈匝数比 (3)求降压变压器的最大输出电流求降压变压器的最大输出电流 I3.(保留整数保留整数) 解析解析 (1)输电线路示意图如图所示输电线路示意图如图所示 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器(2)输电过程中损失的功率：输电过程中损失的功率：P损损P 通过通过 R 的电流：的电流：I2 P损损R 发电机的输出电流：发电机的输出电流：I1PU1 升压变压器的原、副线圈匝数比：升压

11、变压器的原、副线圈匝数比：n1n2I2I1PRU1P1001030.0410250100103120. (3)用户得到的最大功率：用户得到的最大功率：P用用P(1)，降压变压器的最大降压变压器的最大输出电流输出电流 I3P用用U2P（1）U2100103（10.04）220 A436 A. 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器答案答案 (1)见解析见解析 (2)120 (3)436 A 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器微专题微专题31方法技巧方法技巧两种特殊变压器的计算方法两种特殊变压器的计算方

12、法1自耦变压器自耦变压器 1.(单选单选)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为路如图所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1 900 匝；原线圈为匝；原线圈为 1 100 匝，接在有效值为匝，接在有效值为 220 V 的交流电的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载源上当变压器输出电压调至最大时，负载 R 上的功率为上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为设此时原线圈中电流有效值为 I1

13、， 负载两端电压的有， 负载两端电压的有效值为效值为 U2，且变压器是理想的，则，且变压器是理想的，则 U2和和 I1分别约为分别约为( ) B栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器A380 V 和和 5.3 A B380 V 和和 9.1 A C240 V 和和 5.3 A D240 V 和和 9.1 A 解析解析 由由U1n1U2n2得得 U2n2n1U11 9001 100220 V380 V，由，由P1P2U1I1U2I2得得 I1P2U12 000220 A9.1 A，B 正确正确 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 (1)自耦变压器的原、副线

14、圈共用一个线圈，自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，通过调节，可以升压，也可降压通过调节，可以升压，也可降压 (2)自耦变压器与自耦变压器与“ ”型变压器计算方法相同型变压器计算方法相同 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器2互感器互感器 2.(多选多选)电流互感器和电压互感器如图所示其中电流互感器和电压互感器如图所示其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，分别为四组线圈的匝数，a、b 为两只交流电为两只交流电表，则表，则( ) AA 为电流互感器，且为电流互感器，且 n1n2，a 是电压表是电压表 CB 为电流互感器，且为电流互感器，且 n3n4，b 是电压表是电

15、压表 AD栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器解析解析 由题图可知由题图可知 A 为电流互感器，为电流互感器，B 为电压互感器，因为电压互感器，因此此 a 是电流表，是电流表，b 是电压表，在是电压表，在 A 中，有中，有 I1n1I2n2，要把，要把大电流变为小电流，有大电流变为小电流，有 n2n1；在；在 B 中，有中，有U3U4n3n4，要把高，要把高电压变为低电压，则有电压变为低电压，则有 n3n4；综上所述可知，选项；综上所述可知，选项 A、D正确正确 栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器电压互感器电压互感器电流互感器电流互感器连线原理图连线原理图原线圈的连接原线圈的连接并联在高压电路中并联在高压电路中串联在大电流电路中串联在大电流电路中副线圈的连接副线圈的连接连接电