高考物理《电学》专题复习系列17《变压器-远距离输电》

高考物理《电学》专题复习系列课件第1页17《变压器

远距离输电》第2页变压器远距离输电目标要求一、了解变压器工作原理二、掌握相关理想变压器问题几个公式四、掌握相关远距离输电问题三、了解几个常见变压器第3页一、变压器：

改变电压或电流装置第4页了解变压器工作原理副线圈原线圈铁芯(初级线圈)(次级线圈)电源用电器(负载)1、结构：2、原理：把交变电压加在原线圈上，原线圈中交变电流在铁芯中产生交变磁通量，这个交变磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。假如副线圈两端连着负载，副线圈中就会产生感应电流。⑴电能→磁场能→电能⑵互感现象是变压器工作基础3、说明：电路符号第5页二、理想变压器：磁通量全部集中在铁芯内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。第6页掌握相关理想变压器问题几个公式n1n2U1~U2~副线圈原线圈１、P入＝P出２、３、（仅一个副线圈）理想变压器工作中逻辑关系（1）U2随U1改变而改变。（3）I1随I2改变而改变。（2）P入=P出P入随P出改变而改变。（4）对有多个副线圈情况:A、B、n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+…U1~n1U2~n2n3U3~第7页了解几个常见变压器1、自耦变压器调压变压器就是一个自耦变压器2、互感器a、电压互感器b、电流互感器把高电压、强电流变成低电压、弱电流来测量第8页三、远距离输电第9页第10页（1）为何要进行远距离输电？电站利用能源合理性和各地用户需要可靠、保质、经济

Q=I2R线tP损=I2R线U损=IR线（2）输送电能基本要求是什么？

（3）为何输电过程中有电能损失？会产生怎样影响？（4）怎样减小输电过程中电能损失？第11页减小功率损失方法：

1．减小输电线电阻依据:P损=I2R(R=ρL/s)⑴选取电阻率较小铜线或铝线⑵增大导线横截面积第12页2．减小输电导线中电流。依据电功率公式I=P/U，在确保输送功率P不变条件下，能够提升输电电压。小结：减小电能输送中电能损失最有效方法是提升输电电压减小功率损失方法：

第13页掌握相关远距离输电问题发电厂用户U出U户U线RU2U1I出I户I线第14页第15页例1.一台变压器原线圈输入380V电压后，副线圈输出电压为19V，若副线圈增加150匝，输出电压增加到38V，则变压器原线圈匝数为

匝。U1／n1=U2／n2=U3／n3=k=ΔU／Δn∴n1=U1

Δn／ΔU=380×150/(38-19)=3000匝又解:380／n1=38／(n2+150)∴n2=150匝n1=3000匝380／

n1=19／n2解:U1／n1=U2／n23000第16页

例2.如图所表示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈匝数分别为n2和n3，原副线圈电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻阻值未知，以下结论中，正确是：()(A)U1：U2＝n1：n2，U2：U3=n2：n3；(B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1；(C)I1U1=I2U2＋I3U3；(D)n1I1=n2I2＋n3I3。

ACD第17页

P230/练习2.如图所表示理想变压器,输入电压U1=220伏，各线圈匝数之比n1:n2:n3=10:5:1。R2=110欧,测得经过R3电流I3=2A。求：流经电阻R2及初级线圈中电流强度I2和I1各为多少？解:U1:U2:U3=n1:n2:n3=10:5:1∴U2=110VU3=22V理想变压器输入电功率等于输出电功率，I1U1=I2U2+I3U3

I1U1=1×110+2×22=154V∴I1=0.7AI2=U2/R2=1A第18页97高考变形.图（甲）、（乙）两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V交流电压时，测得c、d间与g、h间电压均为110V。若分别在c、d两端与g、h两端加上110V交流电压，则a、b间与e、f间电压分别为

V和

V,若分别在c、d两端与g、h两端加上110V恒定电压，则a、b间与e、f间电压分别为

V,

和

V.d1102201100第19页例、如图是一个理想变压器电路图，若A、B两点接交流电压U时，五个相同灯泡均正常发光，则原、副线圈匝数比为：A.51B.15C.41D.14n1n2UAB解：设灯泡正常发光电流为I，则原、副线圈电流分别为I和4I，如图示。I4I所以原、副线圈匝数比为4

1第20页1996年上海高考题：P228/例1在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所表示变压器铁芯左右两个臂上．当通以交变电流时，每个线圈产生磁通量都只有二分之一经过另一个线圈，另二分之一经过中间臂．已知线圈1、2匝数之比n1∶n2=2∶1．在不接负载情况下【】A．当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110VB．当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55VC．当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220VD．当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V解见下一屏12第21页【分析】因为理想变压器原、副线圈电压之比（U1/U2）等于线圈中产生感应电动势之比（E1/E2），每个线圈产生磁通量只有二分之一经过另一线圈,所以当从线圈1输入电压U1=220V时，由【答】B、D．当从线圈2输入电压U2=110V时，同理由第22页bacd5V3VP229/例2.如图所表示理想变压器有两个副线圈，副线圈绕向和输出端见图，输出电压分别是5V和3V，要取得8V电压，两个副线圈连接方法是：()(A)

b、c连接,a、d两端输出(B)

a、d连接,b、c两端输出(C)

a、c连接,b、d两端输出(C)b、d连接,a、c两端输出AB第23页例3.如图所表示,一理想变压器原、副线圈分别由双线圈ab和cd(匝数都为n1)、ef和gh(匝数都为n2)组成.用I1和U1表示输入电流和电压,I2和U2表示输出电流和电压.在以下4种连接法中,符合关系U1/U2=n1/n2,I1/

I2=n2/n1有().(A)

b与c相连,以a、d为输入端;f与g相连,以e、h为输出端(B)

b与c相连,以a、d为输入端;e与g相连,f与h相连作为输出端(C)

a与c相连、b与d相连作为输入端;f与g相连,以e、h为输出端(D)

a与c相连、b与d相连作为输入端;e与g相连,f与h相连作为输出端AD第24页

例4.在远距离输电中，当输送电功率相同时，则关于输电导线上损失功率以下说法正确是（）(A)减小输电导线电阻能够减小损失功率，但此种方法很有限(B)提升输送电压从而减小输送电流，可大大减小损失功率(C)损失功率与输送电压二次方成反比(D)损失功率与输电线上电压降成反比ABC第25页

例5.变压器接入某输电电路中，现以相同输入电压U，不一样输出电压输送相同电功率P，输电线电阻为R．当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗功率为

；当匝数比为nK时，线路上损耗功率为原来______倍.(P/KU)2R1/n2解:变压器输出电压为KU,线路电流为P/KU,功率损失为ΔP=I2R=(P/KU)2R

.匝数比为nK时,变压器输出电压增大为n倍,线路电流减小为1/n,功率损失减小为原来1/n2.第26页

P229/例3、某发电机输出功率P=100千瓦，发电机端电压U=1000伏，向远距离输电输电线总电阻R=8欧。现要求输电损耗为5%，用户得到电压恰好为220伏，则：①画出输电线路示意图；②求出所用变压器原副线圈匝数比。解：线路上损耗功率为P′=5000W，∵P′=I2

2R,∴电流为I2=25A，线路上电压为U′=I2R=200V，U2=P/I2=100000/25=4000V,∴n1／n2=U1／U2=1／4U3=U2-U′=3800VU4=220Vn3／n4=U3／U4=190／11U4=220VU1=1000V8ΩU2U3第27页例6.有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率5％，而用户所需要电压为220V，求所用升压、降压变压器上原、副线圈匝数比．g=9.8m/s2线路上损耗功率为P′=4900W，∵P′=I2

2R,∴电流为I2=35A，线路上电压为U