高中物理 第4章 远距离输电整合课件 鲁科选修32.ppt

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1、本章整合2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2专题一专题二专题一理想变压器的一般分析思路1.电压思路变压器原、副线圈的电压之比为 ;当变压器有多个副线圈时,2.功率思路理想变压器的输入、输出功率关系为P出=P入,即P2=P1。当变压器有多个副线圈时:P1=P2+P3+3.电流思路由 知,对只有一个副线圈的变压器有:;当变压器有多个副线圈时:n1I1=n2I2+n3I3+2021/8/11 星期三34.制约思路制约思路(变压器动态问题变压器动态问题)(1)电压制约电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比当变压器原、副线圈的匝数比 一定时一定时,输出电压输出电压U2由输入电压由输入电

2、压决定决定,即即 ,可简述为可简述为“原制约副原制约副”。(2)电流制约电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比当变压器原、副线圈的匝数比 一定一定,且输入电压且输入电压U1确定时确定时,原线原线圈中的电流圈中的电流I1由副线圈中的输出电流由副线圈中的输出电流I2决定决定,即即 ,可简述为可简述为“副制约原副制约原”。(3)负载制约负载制约:变压器副线圈中的功率变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定由用户负载决定,P2=P负负1+P负负2+;变压器副线圈中的电流变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压由用户负载及电压U2决定决定,;总功率总功率P总总=P线线+P2。5.原理思路原理思路变压器原线圈

3、中磁通量发生变化变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中铁芯中 相等相等,即即 。此式适用于交。此式适用于交变电流或电压变电流或电压(电流电流)变化的直流电变化的直流电,但不适用于稳压或恒定电流的情况。但不适用于稳压或恒定电流的情况。专题一专题二2021/8/11 星期三4专题一专题二例题例题1在如图所示的电路中在如图所示的电路中,理想变压器的变压比为理想变压器的变压比为2 1,四个灯泡完全相同。若四个灯泡完全相同。若已知灯泡已知灯泡L3和和L4恰能正常工作恰能正常工作,那么那么()A.L1和和L2都能正常工作都能正常工作B.L1和和L2都不能正常工作都不能正常工作C.L1和和L2只有一个能正常工

4、作只有一个能正常工作D.条件不足条件不足,无法判断无法判断解析解析:由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡L3、L4,每个灯泡正常工作时的每个灯泡正常工作时的实际电流都等于额定电流实际电流都等于额定电流,因此副线圈中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍因此副线圈中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍;根根据原、副线圈的电流与匝数成反比据原、副线圈的电流与匝数成反比,可知原线圈中的电流等于副线圈中的电流的可知原线圈中的电流等于副线圈中的电流的二分之一二分之一,即恰好等于灯泡即恰好等于灯泡L1、L2的额定电流的额定电流,从而可以得出结论从而可以得出结论:L1和和L2都能正都能

5、正常工作。故选项常工作。故选项A正确。正确。答案答案:A2021/8/11 星期三5专题一专题二例题例题2(多选多选)如图所示如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中副线圈电路中R1、R2、R3和和R4均为固定电阻均为固定电阻,开关开关S是闭合的。是闭合的。V1和和V2为理想电压表为理想电压表,读数分别为读数分别为U1和和U2;A1、A2和和A3为理想电流表为理想电流表,读数分别为读数分别为I1、I2和和I3。现断开。现断开S,U1数值不数值不变变,下列推断中正确的是下列推断中正确的是()A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大C.I1变小、

6、I2变小D.I1变大、I2变大2021/8/11 星期三6专题一专题二解析:由 得U2不变;S断开,R总增大,U2不变,则I2变小,由 得I1也变小;I2变小,加在R1两端的电压变小,由UR3=U2-UR1得UR3增大,所以I3变大。选项B、C正确。答案:BC2021/8/11 星期三7专题一专题二专题二远距离输电问题1.基本方法(1)首先画出输电线路示意图。(2)一类是正向题目,由发电升压输电线降压用电器的顺序分析。另一类是由用电器到发电的分析过程。还有一类便为常见的中间突破的题目,即由输电线上的功率损失,求出输送电线上的电流,也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流,再由变压器的

7、工作原理推断发电和用电的问题。2021/8/11 星期三8专题一专题二2.注意问题注意问题(1)输电线上功率损失输电线上功率损失 ,而而U损等于升压变压器的输出电压与损等于升压变压器的输出电压与降压变压器的输入电压之差降压变压器的输入电压之差,R线为两股导线的总电阻线为两股导线的总电阻,是串联关系而不是并联关是串联关系而不是并联关系。系。(2)升压变压器副线圈中的电流、输电线上的电流、降压变压器原线圈中的电升压变压器副线圈中的电流、输电线上的电流、降压变压器原线圈中的电流三者相等。流三者相等。(3)注意类比恒定电流的方法处理电路问题注意类比恒定电流的方法处理电路问题,运用能量守恒的观点分析问题

8、。运用能量守恒的观点分析问题。2021/8/11 星期三9专题一专题二例题例题3某发电厂通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照某发电厂通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明组成的用户明组成的用户,发电机输出功率为发电机输出功率为100 kW,输出电压是输出电压是250 V,升压变压器原、副线升压变压器原、副线圈的匝数之比为圈的匝数之比为1 25,输电线上的功率损失为输电线上的功率损失为4%,用户所需要的电压为用户所需要的电压为220 V,则则:(1)输电线的电阻和降压变压器的匝数比各为多少输电线的电阻和降压变压器的匝数比各为多少?画出输电线路示意图。画出输电线

9、路示意图。(2)若有若有60 kW分配给生产用电分配给生产用电,其余电能用来照明其余电能用来照明,那么能装那么能装25 W的电灯多少的电灯多少盏盏?2021/8/11 星期三10专题一专题二解析:(1)输电线路示意图如图所示。升压变压器副线圈两端电压U2=U1=6.25 kV,输电线上的电流I=16 A,输电线上损失的功率为则2021/8/11 星期三11专题一专题二降压变压器原线圈两端的电压U1=U2-IR=(6.25103-1615.625)V=6.00103 V。降压变压器原、副线圈的匝数之比(2)电路的能量分配为P=PR+P生产+P照明,P照明=P-PR-P生产=36103 W,故可装25 W的电灯盏数为答案:(1)15.625 30011图见解析(2)1.44103盏2021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13