山东省冠县武训高级中学高三物理 10.2变压器与电能的输送复习课件.ppt

10 2变压器与电能的输送 2 工作原理互感现象 一 变压器原理 1 构造和原理 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 所以尽管两个线圈之间没有导线相连 副线圈也能够输出电流 互感现象是变压器工作的基础 1 主要构造 原线圈 与交流电源连接的线圈 也叫初级线圈 副线圈 与负载连接的线圈 也叫次级线圈 闭合铁芯组成 不考虑铜损 线圈电阻产生的焦耳热 铁损 涡流产生的焦耳热 和漏磁的变压器 即它的输入功率和输出相等 2 理想变压器 所以 原 副线圈两端电压之比等这两个线圈的匝数比 而 原线圈e1 副线圈 即 u1i1 u2i2 p入 p出 此公式只适用于一个副线圈的变压器 一个原线圈多个副线圈的理想变压器 原线圈匝数为n1 两个副线圈的匝数分别为n2和n3 相应的电压分别为u1 u2和u3 相应的电流分别为i1 i2和i3 根据变压器的工作原理可得 3 有多个副线圈的理想变压器 i1n1 i2n2 i3n3 innn 例 为探究理想变压器原 副线圈电压 电流的关系 将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上 副线圈连接相同的灯泡l1 l2 电路中分别接了理想交流电压表v1 v2和理想交流电流表a1 a2 导线电阻不计 如图所示 当开关s闭合后 a a1示数变大 a1与a2示数的比值不变b a1示数变大 a1与a2示数的比值变大c v2示数变小 v1与v2示数的比值变大d v2示数不变 v1与v2示数的比值不变 ad u1 5 输出功率p2决定输入功率p1 p1 p2 1 u1由电源决定 2 u2由u1和匝数比决定 u2 n2 n1 u1 3 i2由u2和负载决定 i2 u2 r 4 i1由i2和匝数比决定 i1 n2 n1 i2 4 变压器输入输出电压 电流 功率大小之间的因果关系 由输入决定输出的只有电压 5 互感器 电流互感器 电压互感器 使用时把原线圈与电路并联 原线圈匝数多于副线圈匝数 使用时把原线圈与电路串联 原线圈匝数少于副线圈匝数 4 自耦变压器 升压变压器 降压变压器 只用一组线圈来实现变压的变压 调压变压器 bd 1 理想变压器原 副线圈匝数比为10 1 以下说法中正确的是 a 穿过原 副线圈每一匝磁通量之比为10 1b 穿过原 副线圈每一匝磁通量的变化率相等c 原 副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10 1d 正常工作时原 副线圈的输入 输出功率之比为1 1 2 理想变压器原 副线圈的匝数比n1 n2 4 1 当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时 图中电流表a1的示数12ma 则电流表a2的示数为 a 3mab 0c 48mad 与负载r的值有关 b 2 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数之比为n1 n2 4 1 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端加一定交流电压后 两电阻消耗的电功率之比pa pb 两电阻两端电压之比ua ub 1 16 1 4 a 3 如图所示 一理想变压器原 副线圈匝数比为3 1 副线圈上接三个相同的灯泡 均能正常发光 原线圈上接有一相同的灯光l 则 a 灯l也能正常发光b 灯l比另三灯都暗c 灯l将会被烧坏d 不能确定 4 如图所示 变压器的原线圈及两个副线圈匝数比为n1 n2 n3 4 2 1 所连接的三个小灯泡消耗的功率相同 则流过每个灯泡的电流之比i1 i2 i3 三个灯泡的电阻之比为r1 r2 r3 1 1 2 4 4 1 5 如图所示 一个理想变压器的输入电压u1保持不变 灯泡l2 l3 l4为副线圈的负载 当滑动变阻器r0的滑片向下移动时 则下列判断正确的是 a 灯l1变暗b 灯l2变亮c 灯l3变亮d 灯l4变暗 a 6 在绕制变压器时 某学生误将两个线圈绕在如图所示变压器左右两臂上 当通以交变电流时 每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈 另一半通过中部的臂 已知线圈的匝数之比n1 n2 2 1 在不接负载的情况下 则 a 当线圈1输入电压为220v时 线圈2输出电压为110vb 当线圈1输入电压为220v时 线圈2输出电压为55vc 当线圈2输入电压为110v时 线圈1输出电压为220vd 当线圈2输入电压为110v时 线圈1输出电压为110v bd a 7 1 输电线路上损失的功率是多少 p损 i2r线 输电线路上的电压降是多少 u线 ir线 用户得到的功率是多少 用户得到的电压是多少 p用 p出 p线 p出 i2r线 u用 u出 u线 u出 ir线 二 电能的输送 2 如何减小输电线路上损失的功率 1 减小输电线路上的电阻r线 减小 减小l 增大s 铜 铝 直线线路 适当增大 2 减小输电线路上的电流i 原则 电站的输出功率是一定的 提高输电电压 远距离输电线路的电路图 p i22r线 u i2r线 u3 u2 i2r线 p4 p3 u4i4 u3i3 p3 p2 p p1 i22r线 功率关系 电压关系 升压变压器 降压变压器 8 某学校有一台应急备用发电机 内阻为r 1 升压变压器的匝数比为1 4 降压变压器的匝数比为4 1 输电线的总电阻为r 4 全校22个教室 每个教室用 220v 40w 的灯泡6盏 要求所有灯都正常发光 则 1 输电线上损耗的电功率多大 2 发电机的输出功率多大 3 发电机的电动势多大 答案 1 144w 2 5424w 3 250v 9 发电机输出功率为100kw 输出电压是250v 每根输电线电阻是5 若输电线中因发热而损失的电功率为输送功率的4 用户需用220v电压