-2_变压器_电能的输送.ppt
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1、第第2讲变压器电能的输送讲变压器电能的输送1.构造:构造:如图如图1021所示,变压器是由所示,变压器是由 和绕在铁和绕在铁芯上的芯上的 组成的组成的理想变压器理想变压器(考纲要求考纲要求 ) 闭合铁芯闭合铁芯两个线圈两个线圈图图1021初级初级 负载负载 次级次级 电磁感应电磁感应 P入入P出出 U2I2U3I3UnIn 高电压高电压 低电压低电压 大电流大电流 小电流小电流 判断正误,正确的划判断正误,正确的划“”,错误的划,错误的划“”(1)没有能量损失的变压器叫理想变压器没有能量损失的变压器叫理想变压器()(2)变压器只对变化的电流起作用,对恒定电流不起作用变压器只对变化的电流起作用,
2、对恒定电流不起作用()(3)变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率频率()(4)变压器能改变交变电压、交变电流,但不改变功率即输入变压器能改变交变电压、交变电流,但不改变功率即输入功率总等于输出功率功率总等于输出功率()答案答案(1)(2)(3)(4)1.输电过程输电过程(如图如图1022所示所示)远距离输电远距离输电(考纲要求考纲要求 ) 图图10222输电导线上的能量损失:输电导线上的能量损失:主要是由输电线的电阻发热产主要是由输电线的电阻发热产生的,表达式为生的,表达式为Q .3电压损失电压损失(1)UUU;(2)U_I2
3、RtIRI2R 判断正误,正确的划判断正误,正确的划“”,错误的划,错误的划“”(1)变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之增大之增大()(2)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失失()(3)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗()(4)在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小能损失越小()答案答案(1)(2)(3)(4)理想变压器的规律理想
4、变压器的规律热点一变压器基本规律的应用热点一变压器基本规律的应用热点二理想变压器的动态分析热点二理想变压器的动态分析远距离输电问题的远距离输电问题的“三二一三二一”1理清三个回路理清三个回路热点三远距离输电问题热点三远距离输电问题图图10210自耦变压器自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型,自耦变压器理想模型,自耦变压器(又称调压器又称调压器),它只有一个线圈,它只有一个线圈,其中的一部分作为另一个线圈,当交流电源接不同的端点其中的一部分作为另一个线圈,当交流电源接不同的端点时,它可以升压也可以降压,变压器的基本
5、关系对自耦变时,它可以升压也可以降压,变压器的基本关系对自耦变压器均适用如图压器均适用如图10213所示所示物理建模物理建模11.三种特殊的变压器模型三种特殊的变压器模型 图图10213互感器互感器 分为电压互感器和电流互感器,比较如下:分为电压互感器和电流互感器,比较如下: 双副线圈变压器双副线圈变压器1(多选多选)关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是()A通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C穿过副线圈磁通量的变化使得副线
6、圈产生感应电动势穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈基础自测基础自测解析解析由于是交变电流,交变电流的磁场不断变化,磁通量由于是交变电流,交变电流的磁场不断变化,磁通量也在变化,也在变化,A错误;因理想变压器无漏磁,故错误;因理想变压器无漏磁,故B、C正确;原正确;原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能,故线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能,故D错错答案答案BC2(多选多选)如图如图1023所示,理想变压器原、副线圈匝数比所示,理想变压器原、副线圈匝数比为为2 1,电池和交变电源的电动势都为,电池和交变电源的电动
7、势都为6 V,内阻均不,内阻均不计下列说法正确的是计下列说法正确的是()图图1023AS与与a接通的瞬间,接通的瞬间,R中无感应电流中无感应电流BS与与a接通稳定后,接通稳定后,R两端的电压为两端的电压为0CS与与b接通稳定后,接通稳定后,R两端的电压为两端的电压为3 VDS与与b接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为2 1解析解析S与与a接通的瞬间,副线圈有瞬间的感应电流,接通的瞬间,副线圈有瞬间的感应电流,A错错误;误;S与与a接通稳定后,理想变压器的原线圈电流稳定不变,接通稳定后,理想变压器的原线圈电流稳定不变,副线圈电压为零,副线圈电压为零,B
8、正确;正确;S与与b接通稳定后,根据接通稳定后,根据U1U2n1n2,可得,可得R两端的电压为两端的电压为3 V,C正确;原、副线圈的频正确;原、副线圈的频率相同,率相同,D错误错误答案答案BC3(单选单选)一输入电压为一输入电压为220 V,输出电压为,输出电压为36 V的变压器副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烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如匝线圈,如图图1024所示,然后将原线圈接到所示,然后将原线圈接到220 V交流电源上,交流电源上,测得新绕线圈的端电压为
9、测得新绕线圈的端电压为1 V按理想变压器分析,该变按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()图图1024A1 100,360B1 100,180C2 200,180D2 200,360答案答案B4(多选多选)在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么不变时,那么()A输电线路上损失的电压与输送电流成正比输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比输电线路上损失的功率跟输送电
10、压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比答案答案AC5(2013汕头质量测评汕头质量测评)(单选单选)如图如图1025所示为远距离所示为远距离输电的电路原理图,下列判断正确的是输电的电路原理图,下列判断正确的是()图图1025AU1U2BU2U3CI4I2解析解析在远距离输电的过程中,第一级为升压过程,故在远距离输电的过程中,第一级为升压过程,故U1I2,A错误、错误、D正确;由部分电路欧姆定律可得正确;由部分电路欧姆定律可得U3U2I2R线线,B错误;由于第二级为降压过程,故错误;由于第二级为降压过程,故U3U4,由,由U3I2U4
11、I4,可知,可知I2I4,C错误错误答案答案D图图1026A电流频率为电流频率为100 HzB.的读数为的读数为24 VC.的读数为的读数为0.5 AD变压器输入功率为变压器输入功率为6 W答案答案D图图1027A原、副线圈的匝数比为原、副线圈的匝数比为50 1B交变电压的频率为交变电压的频率为100 HzC副线圈中电流的有效值为副线圈中电流的有效值为4 AD变压器的输入功率为变压器的输入功率为880 W答案答案C图图1028单刀双掷开关与单刀双掷开关与a连接,当滑动变阻器滑片连接,当滑动变阻器滑片P向上移动的向上移动的过程中,过程中,R接入电路的阻值增大,而接入电路的阻值增大,而U2不变,故
12、电流表读不变,故电流表读数减小,电压表数减小,电压表V1示数增大,示数增大,C对;当单刀双掷开关由对;当单刀双掷开关由a扳向扳向b时,变压器原线圈匝数减小,所以副线圈输出电压时,变压器原线圈匝数减小,所以副线圈输出电压增大,电压表增大,电压表V1和电流表的示数均变大,和电流表的示数均变大,D错错答案答案BC反思总结反思总结常见的理想变压器的动态分析问题一般有两常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况反思总结反思总结常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负
13、载电阻不变的情况匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况【跟踪短训跟踪短训】2(2013辽宁五校联考辽宁五校联考)如图如图1029所示,有一矩形线圈所示,有一矩形线圈的面积为的面积为S,匝数为,匝数为N,电阻不计,绕,电阻不计,绕OO轴在水平方向轴在水平方向的磁感应强度为的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度的匀强磁场中以角速度做匀速转动,做匀速转动,从图示位置开始计时矩形线圈通过滑环接一理想变压从图示位置开始计时矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻可调电阻R,下列判断正确的是,下列判断正确的是()图图
14、1029电压表读数为电压的有效值,矩形线圈的电阻不计,故电压电压表读数为电压的有效值,矩形线圈的电阻不计,故电压表的示数为交流电压的有效值,恒定不变,选项表的示数为交流电压的有效值,恒定不变,选项C错误;当错误;当P向上移动、向上移动、R不变时,原线圈的电压不变,副线圈的电压增不变时,原线圈的电压不变,副线圈的电压增大,输出功率变大,故原线圈中的电流增大,选项大,输出功率变大,故原线圈中的电流增大,选项D错误错误答案答案A【典例典例3】2013年年4月月20日日8时时2分在四川省雅安市芦山县发生分在四川省雅安市芦山县发生7.0级地震后,常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发级地震后,常州常发集团
15、向灾区人民捐赠一批柴油发电机,该发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一电机,该发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图10211所示发电机到安置区的距离是所示发电机到安置区的距离是400 m,输电线路中,输电线路中的火线和零线均为的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线,该型号导线单型单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为位长度的电阻为2.5104,安置区家用电器的总功率为,安置区家用电器的总功率为44 kW,当这些额定电压为,当这些额定电压为220 V的家用电器都正常工作的家用电器都正常工作时时
16、(). 图图10211A.输电线路中的电流为输电线路中的电流为20 AB发电机的实际输出电压为发电机的实际输出电压为300 VC在输电线路上损失的电功率为在输电线路上损失的电功率为8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是电压最大值是300 V型号型号AED6500S输出电压范围输出电压范围220300 V最大输出功率最大输出功率60 kW答案答案C【跟踪短训跟踪短训】3随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益增大,随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益增大,节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特节能变
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