专题29变压器基本原理.docx
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1、专题二十九 变压器根本原理根本学问点1. 变压器的原理:如下图,互感现象是变压器工作的根底,电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的磁场也在不断变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势,副线圈也能够输出电流2. 变压器的作用:转变交变电流的电压,不转变交变电流的周期和频率3. 原、副线圈的电压关系对抱负变压器,原、副线圈中每一匝线圈都具有一样的t ,依据法拉第电磁感应定En律有 E n,E n,所以1 1;11 t22tEn22由于不计原、副线圈的电阻,因此原线圈两端的电压U E ,副线圈两端的电压 U112UnUUUUE ,所以 121。当有多组线圈时,则有
2、 12 3。nnnn22123例题分析一、抱负变压器的根本关系121例 1如下图,抱负变压器原、副线圈匝数比n n 21, 和 均为抱负电表,L灯泡电阻 R6 ,A、B 两端电压 u122sin 100t(V)。以下说法正确的选项是()A. 电流频率为 100 HzB. 的读数为 24 VC. 的读数为 0.5 AD. 变压器输入功率为 6 W(对应训练一)如下图,抱负变压器的原线圈接在 u2202sin 100t(V)的沟通电源上, 副线圈接有 R55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为抱负电表。以下说法正确的选项是()A原线圈的输入功率为 220 2 W B电流表的读
3、数为 1 AC电压表的读数为 110 2 V D副线圈输出沟通电的周期为50 s(对应训练二)如下图,将额定电压为 60 V 的用电器,通过一抱负变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S 后,用电器正常工作,沟通电压表和沟通电流表(均为抱负电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A。以下推断正确的选项是( )12A变压器输入功率为 484 W B通过原线圈的电流的有效值为0.6 A C通过副线圈的电流的最大值为2.2 A D变压器原、副线圈匝数比 n n 113二、抱负变压器工作时的制约关系例 2 如下图,抱负变压器的原线圈接在 u110 2sin 60t(V)的沟通电源上,副线圈接有阻值为
4、55 的负载电阻 R,原、副线圈匝数之比为12,电流表、电压表均为抱负电表。以下说法正确的选项是( )A电压表的示数为 55 V B原线圈的输入功率为 880 W C副线圈输出沟通电的频率为 60 HzD假设在副线圈上电阻 R 的两端再并联一个阻值为 55 的定值电阻,则电流表的示数为 8 A(对应训练一)如下图,抱负变压器原、副线圈匝数比为201,两个标有“12 V,6 W” 的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表(可视为抱负的)的示数分别是( )A120 V,0.10 AB240 V,0.025 AC120 V,0.05 AD240 V,0.05 A(
5、对应训练二)如图甲所示,不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出沟通电的电动势图像如图乙所示,经原、副线圈匝数比为 110 的抱负变压器给一灯泡供电,灯泡上标有“220 V 22 W”字样,如图丙所示,则( )At0.01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零B灯泡中的电流方向每秒钟转变50 次C灯泡不能正常发光D电流表示数为 1 A三、变压器和分压器例 3如图甲、乙所示电路中,当A、B 接 10 V 交变电压时,C、D 间电压为 4 V,M、N 接 10 V 直流电压时,P、Q 间电压也为 4 V。现把 C、D 间接 4 V 沟通,P、Q 间接 4 V 直流,下面哪个
6、选项可表示 A、B 间和 M、N 间的电压()A10 V10 VB10 V4 VC4 V10 VD10 V0(对应训练一)以下各图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的灯泡相 同,规格都是“220 V40 W”。当灯泡所消耗的功率都调至20 W 时,台灯中消耗功率最小的是()1(对应训练二)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局部。一升压式自耦调压变压器的电路如下图,其副线圈匝数可调。变压器线圈总匝数为1 900 匝;原线圈为 1 100 匝,接在有效值为 220 V 的沟通电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载 R 上的功率为 2.0 kW。设此时原线圈中电
7、流有效值为 I ,负载两端电压的有效()值为 U ,且变压器是抱负的,则 U 和 I 分别约为221A380 V 和 5.3 AC240 V 和 5.3 AB380 V 和 9.1 AD240 V 和 9.1 A专题训练1. 对抱负变压器作出的推断正确的选项是() A高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B低压线圈匝数少、电流小、导线细 C高压线圈匝数多、电流大、导线细 D低压线圈匝数少、电流大、导线粗 2对于抱负变压器,以下说法正确的选项是()A原线圈的输入功率随副线圈输出功率的增大而增大 B原线圈的输入电流随副线圈输出电流的增大而增大 C原线圈的电流不随副线圈输出电流的变化而变化 D当副线圈的电
8、流为零时,原线圈的电压也为零 3以下选项图中,可以将电压上升给电灯供电的变压器是()4如下图,抱负变压器原、副线圈分别接有额定电压一样的灯泡a 和 b。当输入电压U 为灯泡额定电压的 10 倍时,两灯泡均能正常发光。以下说法正确的选项是()A原、副线圈匝数比为 91 B原、副线圈匝数比为 19 C此时a 和b 的电功率之比为 91D此时a 和b 的电功率之比为 19 5如下图是一个抱负变压器的示意图,在它正常工作时关于其说法正确的选项是()A副线圈中的电动势是由于电磁感应而产生的 B输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能C输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能D输送的电能经变压
9、器的铁芯直接传输过去6如下图,一抱负变压器原线圈匝数 n1=1 100 匝,副线圈 n2=180 匝,沟通电源的电压u=220sin120t(V),电阻 R=45 ,电压表、电流表均为抱负电表,则 ()A.沟通电的频率为 50 HzB.的示数约为 0.8 AC.的示数约为 1.1 AD.的示数为 36 V 7一抱负变压器原、副线圈的匝数比为101,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 为滑动变阻器的滑片。以下说法正确的选项是 ()A.副线圈输出电压的频率为 50 Hz B.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,
10、变压器的输出功率增加8一台抱负变压器的原、副线圈的匝数比是111,原线圈接入电压有效值为 220 V 的正弦沟通电,一个滑动变阻器接在副线圈上,如下图。电压表和电流表均为抱负电表,则以下说法正确的选项是( )A原、副线圈中的电流之比为 111 B电压表的示数为 20 VC假设滑动变阻器接入电路的阻值为 20 ,则电流表的示数为 1 AD假设将滑动变阻器的滑片向下滑动,则电压表示数不变,电流表的示数减小 9如下图,图甲左侧的调压装置可视为抱负变压器,负载电路中 R55 ,A、V为抱负电流表和电压表,假设原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压,电压表的示数为 110 V,以下表述正确的选项是()A电流
11、表的示数为 2 A B原、副线圈匝数比为 1 2 C电压表的示数为电压的有效值 D原线圈中交变电压的频率为100 Hz1210. 如下图,抱负变压器原线圈的匝数为n ,副线圈的匝数为 n ,原线圈的两端 a、b 接正弦式沟通电源,电压表V 的示数为 220 V,负载电阻 R44 ,电流表A1 的示数为0.2 A。以下推断正确的选项是()A原线圈和副线圈的匝数比为21 B原线圈和副线圈的匝数比为 51 C电流表A2 的示数为 0.1 AD电流表A2 的示数为 0.4 A11. 如下图,一输入电压为 220 V、输出电压为 36 V 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
12、的副线圈,用绝缘导线在铁芯上绕了 5 匝线圈, 然后将原线圈接到 220 V 沟通电源上,测得绕线圈的端电压为 1 V,按抱负变压器分析, 该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A1 100,360B1 100,180C2 200,180D2 200,36012. 在如下图的两电路中,当 a、b 两端与 e、f 两端分别加上 220 V 的沟通电压时, 测得 c、d 间与 g、h 间的电压均为 110 V;假设分别在 c、d 与 g、h 的两端加上 110 V 的沟通电压,则 a、b 间与 e、f 间的电压分别为( )A220 V,220 VC110 V,110 VB220 V,110 VD
13、220 V,013. 一抱负变压器的原、副线圈的匝数比为 31,在原、副线圈的回路中分别接有阻值一样的电阻,原线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦沟通电源上,如下图。设副线圈回路中电阻两端的电压为 U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )AU66 V1BU22 V1,k9,k9C. U66 V1DU22 V1,k3,k314. 教学用发电机能够产生正弦式交变电流利用该发电机(内阻可无视)通过抱负变压 器向定值电阻 R 供电,电路如下图抱负沟通电流表A 和沟通电压表V 的读数分别为 I、U,R 消耗的功率为 P.假设将发电机线圈的匝数变为原来的4 倍,其他条件均不变,以下说法正确
14、的选项是()AR 消耗的功率变为 2PB. 电压表的读数为 4UC. 电流表的读数为 2ID. 通过 R 的交变电流频率变大1215. 如下图,抱负变压器原、副线圈的匝数之比 n n 101,输出端电阻 R50 ,把原线圈接入有效值为 220 V、频率为 50 Hz 的正弦沟通电源时(电表为抱负电表)()A. 当X 为电流表时,假设电阻 R 增大,则原线圈中的电流将增大B. 当X 为电流表时,电压表V 的示数为 22 VC. 当X 为电流表时,电流表的示数为 0.442 A2D. 当X 为二极管时,电压表V 的示数为 11 V 16如下图,抱负变压器的副线圈上通过输电线接有两个一样的灯泡L1
15、和 L ,输电线的等效电阻为 R.开头时,开关S 断开当S 接通时,以下说法正确的选项是()A副线圈两端 M、N 的输出电压减小B副线圈输电线的等效电阻 R 两端的电压将增大C通过灯泡L1 的电流减小D原线圈中的电流增大1217. 如下图,抱负变压器的原、副线圈匝数之比n n 41,原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻 B 的阻值相等。a、b 两端加肯定沟通电压后,求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比。118. 如图(a)所示为一抱负变压器,ab 为原线圈的输入端,cd 为副线圈的输出端。ab 端接入正弦式交变电流,其电压 u 随时间 t 变化的图像如图(b)所示,电压有效值
16、 U 200 V。图(a)图(b)(1) 写出该交变电流电压瞬时值 u 的表达式;n(2) cd 两端的输出电压 U 40 V,求原副线圈的匝数比 1;2n21(3) 当变压器的输出功率为 80 W 时,求原线圈中的电流 I 。119. 如下图,降压变压器的变压系数是3,即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比是 31。初级线圈的输入电压 U 660 V,次级线圈的电阻为 0.2 ,这台变压器供给 100 盏“220 V 60 W”的电灯用电。求:(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率; (2)接通电路时次级线圈的端电压;(3)每盏灯的实际功率。专题二十九 变压器根本原理根本学问点1. 变压器的原
17、理:如下图,互感现象是变压器工作的根底,电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场,由于电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的磁场也在不断变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势,副线圈也能够输出电流2. 变压器的作用:转变交变电流的电压,不转变交变电流的周期和频率3. 原、副线圈的电压关系对抱负变压器,原、副线圈中每一匝线圈都具有一样的t ,依据法拉第电磁感应定En律有 E n,E n,所以1 1;11 t22tEn22由于不计原、副线圈的电阻,因此原线圈两端的电压U E ,副线圈两端的电压 U112UnUUUUE ,所以 121。当有多组线圈时,则有 12 3。nnnn22123例题分析一、抱负变压器
18、的根本关系121例 1如下图,抱负变压器原、副线圈匝数比n n 21, 和 均为抱负电表,L灯泡电阻 R6 ,A、B 两端电压 u122sin 100t(V)。以下说法正确的选项是()A. 电流频率为 100 HzB. 的读数为 24 VC. 的读数为 0.5 AD. 变压器输入功率为 6 W解析依据 u122sin 100t(V)及 UUm知 U12 V,f 50 Hz,选项A 错误;1212依据U1n1得 Un2U 112 V6 V,即的读数为 6 V,选项B 错误;又 IU26 AU2n22n112RU2622L61 A,即确。的读数为 1 A,选项C 错误;依据 P P 及 P 212
19、2RL6W6 W,选项D 正答案D归纳总结:(1)变压器电路中电压表、电流表的示数均为沟通电的有效值。(2)变压器不转变交变电流的周期和频率。(对应训练一)如下图,抱负变压器的原线圈接在 u2202sin 100t(V)的沟通电源上, 副线圈接有 R55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为抱负电表。以下说法正确的选项是()A原线圈的输入功率为 2202 W B电流表的读数为 1 AC电压表的读数为 1102 V D副线圈输出沟通电的周期为50 s解析由沟通电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为 2202 V,故有效U1n1U 2值为 U220 V,由,故副线圈电压
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