变压器电能的输送.ppt

第 2 讲 变压器 电能的输送,考点 1,理想变压器,1构造 由一个闭合铁芯、原线圈及副线圈组成 图 1121,2工作原理：在同一铁芯上的磁通量的变化率处处相同 3理想变压器中的参数关系 没有漏磁和发热损失(即没有能量损失)的变压器叫理想变 压器,(1)电压关系：在同一铁芯上只有一组副线圈时：,当有几组副线圈时：,(2)功率关系：对于理想变压器不考虑能量损失，总有 P 入 P 出,当只有一组副线圈时，I1U1I2U2，得,(3)电流关系,当有多组副线圈时：I1U1I2U2I3U3，得 I1n1I2n2,I3n3. 4注意事项,(1)变压器能改变交变电流电压，但不能改变恒定电流(直流 电)的电压如果原线圈接上直流电，则副线圈输出电压为零 (2)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导 线绕制，变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的 导线绕制,(3)副线圈上的电流电压和原线圈上电流电压一样也是交变,的，且频率相同,(4)三个决定,输入电压决定输出电压，当输入电压不变时，不论负载,是否变化，输出电压不变,输出电流决定输入电流，输入电流随输出电流的增大而,增大，随输出电流的减小而减小,输出功率决定输入功率，输入功率随输出功率的变化而,变化当负载为空载时，输入功率为零,1(双选)(2011 年汕头一模)如图 1122 甲，一理想变压 器原、副线圈匝数比 n1n2115，原线圈与正弦交变电源连 接，输入电压 u 随时间 t 的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入 一个 10 的电阻则( ),图 1122,答案：AC,2(双选)一理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈 接入电路的匝数可以通过滑动触头 Q 调节，如图 1123 所示 在副线圈上连接了定值电阻 R0 和滑动变阻器 R，P 为滑动变阻 器的滑动触头原线圈两端接在电压为 U 的交流电源上则( ),图 1123,A保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表的读数变大 B保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表的读数变小 C保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变大 D保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变小,BC, 知，副线圈,解析：根据理想变压器原副线圈上电压、电流决定关系知： 在输入电压 U1 不变的情况下，U2不变当保持 Q 的位置不动， 滑动头 P 向上滑动时，副线圈上的电阻增大，电流减小，故输 入电流 I1 亦随着减小，即电流表的示数变小，A 错误 B 正确；,当保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时,由,U1 n1 U2 n2,上匝数增大，引起副线圈上电压增大，即副线圈上电流增大， 故原线圈上的电流亦随着增大，故电流表的示数增大，C 正确， D 错误,考点 2,远距离输电,1减小损耗的方法 发电机的输出功率为一定值，PUI，在远距离输电的过程 中，有相当一部分能量损耗在输电线上，设输电线的电阻为 r， 则损耗的电能，即转化为热能的部分为 QI2rt，电势功率为 P热 P 损I2r，要减小损耗有两种方法： (1)减小电阻：减小电阻率，现有的导线多为铝导线，可 改为铜，但价格太高；减小距离，不可能；增大面积，有 局限性，并且耗费材料,(2)减小电流：在输出功率不变的情况下，要减小电流，必 须提高 U，即需采用高压输电 2远距离输电的经典模型(如图 1124) 图 1124 3远距离输电的三组关系及两种损耗如下：,(3)电功率关系：P1P2，P3P4，P2PRP3,(4)两种损耗：功率损耗 PRI2RR，输送电压损耗 UIRR,U2U3. 4注意,(1)输入电压及匝数比决定输出电压只有负载变化时，输,出电压保持不变,(2)输出的功率、电流决定输入的功率、电流，故负载变化,会引起输入功率的变化,3(单选)(2011 年广州一模)图 1125 是远距离输电的示,意图，下列说法正确的是(,),A,图 1125 Aa 是升压变压器，b 是降压变压器 Ba 是降压变压器，b 是升压变压器 Ca 的输出电压等于 b 的输入电压 Da 的输出电压等于输电线上损失的电压,4电站的输出功率 P104 kW，输出电压 U14 kV，通过 理想变压器升压后向远处供电已知输电导线的总电阻为 R 10 ，输电线路损失的功率为输出功率的 4%，求变压器的匝数比,解：发电站的输出电流,【例 1】(双选)(2009 年广东卷)图 1126 为远距离高压输,),电的示意图关于远距离输电，下列表述正确的是(,图 1126,热点 变压器及远距离输电,A减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗,C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,D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好,答案：BD,根据功率损失的表达式PI2r 可知，要减少输电,线上的功率损失，有两种方法：其一是减小输电线的电阻；其 二是减小输电电流在输电功率一定的条件下，根据 PUI 可 知，要减小输电线中的电流 I，必须提高输电电压 U，这就是采 用高压输电的道理解决远距离输电问题时，应先画出输送电 路图，然后以变压器铁芯为界，分成几个独立的闭合电路，应 用欧姆定律等有关公式分析各自的电流、电压和功率关系各,独立回路之间可通过变压器的 n1：n2 U1：U2 I2/I1 及理想 变压器 P1P2 等联系起来,1(双选)(2010 年东莞模拟)2008 年 1 月 10 日开始的低温 雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰 而损毁严重此次灾害牵动亿万人的心为消除高压输电线上 的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰 若在正常供电时，高压线上送电电压为 U，电流为 I，热耗功率 为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为 9P，则除冰时(认,为输电功率和输电线电阻不变(,),A输电电流为 3I C输电电压为 3U,B输电电流为 9I,AD,易错点：变压器的应用 【例 1】图 1127 中，降压变压器的变压系数是 3，即,初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是 3.初级线圈的输入电压 是 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)空载时次级线圈的路端电压和输出功率； (2)接通时次级线圈的路端电压； (3)每盏灯的实际功率,图 1127,理解能力的高低表现在把握文字的物理意义上题文中说“次级线圈的电阻为0.2 ”可见文中所述的变压器有内耗，不是理想变压器类比直流电路的知识，可从两条路去求路端电压，UEIr(电源电动势减去内电压)，或者用欧姆定律UIR.,来计算电功率,不能用 P,U2 R,(2)接通后次级线圈有电阻，要消耗电能，由于次级线圈内部存在 电压降，所以次级线圈的路端电压不再是 220 V，而应以次级线圈为 研究对象应用闭合电路欧姆定律去求次级线圈的路端电压 (3)由于次级线圈的路端电压达不到灯泡的额定电压，灯泡的实际 功率要小于每盏灯的额定功率,(1)变压器空载时，电路的电流为零，无能量的转化，,1(双选)(