第二节变压器电能的输送

第二节变压器电能的输送第一页，共四十三页，编辑于2023年，星期四第二页，共四十三页，编辑于2023年，星期四一、变压器原理1．构造和原理(如图所示)(1)主要构造：由①

、②

和③

组成。(2)工作原理：电磁感应的④

现象。原线圈副线圈闭合铁芯互感现第三页，共四十三页，编辑于2023年，星期四2．理想变压器的基本关系式第四页，共四十三页，编辑于2023年，星期四3.几种常用的变压器(1)自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，如图A、图B所示。(2)电压互感器：属降压变压器，并联在电路中，用于测高电压，如图C所示。(3)电流互感器：属于升压变压器，串联在电路中，用于测大电流，如图D所示。第五页，共四十三页，编辑于2023年，星期四1．一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如下图所示。(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？(2)当原线圈接在220V交变电源上时，电压表示数为多少？电流表示数为多少？此时输入功率为多大？变压器效率为多大？第六页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【解析】(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零。【答案】(1)00(2)44V0.44A19.36W100%第七页，共四十三页，编辑于2023年，星期四(2)减小输电电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高⑦_______，即高压输电。输电电压

二、电能的输送1．根据P损＝I2R线，降低输电电能损失有以下两种措施第八页，共四十三页，编辑于2023年，星期四2．远距离输电的功率损失：输送功率一定时，线路电流I＝⑧

，输电线上损失功率P损＝I2R线＝⑨

，可知P损∝。远距离输电中的功率关系：P输＝⑩

。P损＋P用户第九页，共四十三页，编辑于2023年，星期四2．下图是远距离输电系统的示意图(为了简单，设用户的电器是电动机)，下列选项中正确的是()第十页，共四十三页，编辑于2023年，星期四A．发电机能发电的主要原理是库仑定律，变压器能变压的主要原理是欧姆定律，电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律B．发电机能发电的主要原理是安培定律，变压器能变压的主要原理是欧姆定律，电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律C．发电机能发电的主要原理是欧姆定律，变压器能变压的主要原理是库仑定律，电动机通电后能转动起来的主要原因是法拉第电磁感应定律D．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律，变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律，电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律第十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【解析】发电机主要是将其他形式能转化为电能的设备，应用法拉第电磁感应定律。变压器是由电流的变化产生磁场的变化，从而使线圈内的磁通量发生变化，产生感应电流，也是应用法拉第电磁感应定律．电动机是将电能转化为其他形式能的设备，通电导线在磁场中要受到力的作用从而运动，是安培定律的应用。【答案】

D第十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期四第十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期四理想变压器原、副线圈基本量的关系第十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期四(2010·山东理综)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是()A．副线圈输出电压的频率为50HzB．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输出功率增加第十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【解题切点】交流的四值、变压器的变化规律。【答案】ADB项错误；变压器原、副线圈的电流比与匝数成反比，由于匝数未变，所以原、副线圈的电流比不变，C项错误；P向右移动时，滑动变阻器的有效阻值减小，副线圈中电流增大，由P2＝U2I2知变压器的输出功率增加，D项正确。第十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期四1．(2010·重庆理综)一输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圈烧坏。为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V。按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A．1100,360B．1100,180C．2200,180D．2200,360第十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【答案】B第十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期四

1．匝数比不变的情况如图所示：不论负载电阻R如何变化，U2也不变。(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化。(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化。第十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期四2．负载电阻不变的情况如下图所示：第二十页，共四十三页，编辑于2023年，星期四3．分析动态问题的思路程序可表示为：第二十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期四如下图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时A．交流电压表V2和V3的示数一定都变小B．交流电压表V3的示数变小C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定变大D．只有A1的示数变大第二十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【解析】

【答案】

B【解题切点】

关于理想变压器的动态分析问题一般有两种类型：①负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化；②匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化。第二十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期四(2011·山东济宁模拟)如右图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流。下列说法正确的是()A．保持P的位置U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小第二十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【答案】

BC第二十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期四1．对高压输电问题，应按”发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从”用电器”倒推到”发电机”一步一步进行分析。2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)：第二十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期四第二十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期四某学校有一台应急备用发电机，内阻为r＝1Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4Ω，全校22个教室，每个教室用”220V,40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大？【解题切点】

解答本题时可按以下思路分析：第二十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【解析】

(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程，如下图所示。第二十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【答案】(1)144W(2)5424W(3)250V第三十页，共四十三页，编辑于2023年，星期四3．(2010·江苏单科)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B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大第三十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【答案】

CD第三十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期四第三十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【答案】

BD1．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是()A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1第三十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期四2．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1＝1000匝，副线圈匝数n2＝200匝，交流电源的电动势e＝311sin100πtV(不考虑其内阻)，电阻R＝88Ω，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则()A．电压表的示数为62.2VB．电流表的示数为2.5AC．通过R的电流最大值为0.5AD．变压器的输入电功率为22W第三十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【答案】D第三十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期四3.(2011·潍坊模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20sin100πtV，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有()A．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输入功率不变第三十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期四【答案】

AB第三十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期四4．(2011·珠海模拟)如下图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用