高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第31讲 变压器的原理电能的输送课件.ppt

交变电流传感器 第十一章 第31讲变压器的原理电能的输送 栏目导航 互感 p入 p出 高电压 低电压 大电流 小电流 2 远距离输电 1 输电过程 如图所示 2 输电导线上的能量损失 主要是由输电线的电阻发热产生的 表达式为q i2rt ir i2r 1 判断正误 1 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 2 变压器只对变化的电流起作用 对恒定电流不起作用 3 理想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 4 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减小 5 正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时 副线圈两端无电压 6 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 7 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗 8 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大 1 理想变压器的特点 1 没有能量损失 铜损 铁损 2 没有磁通量损失 磁通量全部集中在铁芯中 2 制约关系 1 电压制约关系 副线圈电压u2由原线圈电压u1和匝数比决定 2 电流制约关系 原线圈电流i1由副线圈电流i2和匝数比决定 3 功率制约关系 原线圈的输入功率p1由副线圈的输出功率p2决定 一理想变压器的特点与制约关系 关于理想变压器的四点说明 1 变压器不能改变恒定的直流电压 2 变压器只能改变交变电流的电压和电流 不能改变交变电流的频率 3 理想变压器本身不消耗能量 4 当原线圈中串联电阻 或灯泡 时 u1为加在原线圈两端的电压 并不是电源的电压 b 1 匝数比不变的情况 如图所示 二理想变压器的动态分析 例2 如图 理想变压器原线圈输入电压u umsin t 副线圈电路中r0为定值电阻 r是滑动变阻器 v1和v2是理想交流电压表 示数分别用u1和u2表示 a1和a2是理想交流电流表 示数分别用i1和i2表示 下列说法正确的是 a i1和i2表示电流的瞬时值b u1和u2表示电压的最大值c 滑片p向下滑动过程中 u2不变 i1变大d 滑片p向下滑动过程中 u2变小 i1变小 c 1 自耦变压器自耦变压器 又称调压器 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 如图所示 三三种特殊的变压器模型 例3 如图甲所示为一自耦变压器 变压器的原线圈ab端输入电压如图乙所示 副线圈电路中定值电阻r0 11 电容器c的击穿电压为22v 移动滑片p使电容器刚好不会被击穿 所有电表均为理想电表 下列说法正确的是 a 电压表的示数为220vb 原 副线圈的匝数比为10 1c 电流表的示数等于通过电阻r0的电流d 原线圈ab端输入电压的变化规律为u 311sin tv a 2 互感器分为电压互感器和电流互感器 比较如下 例4 2017 山西太原模拟 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流 通常要通过电流互感器来连接 图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少 工作时电流为iab cd一侧线圈的匝数较多 工作时电流为icd 为了使电流表能正常工作 则 a ab接mn cd接pq iabicdc ab接pq cd接mn iabicd解析根据理想变压器的原理 线圈电流与匝数成反比 ab接mn 通过的电流较大 电流表接在cd两端 通过的电流较小 选项b正确 b 例5 多选 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上 当通以交变电流时 两个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈 另一半通过中间的臂 已知线圈1和2的匝数之比为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 1 理清三个回路远距离输电电网间的基本结构 如图所示 输电过程的电路被划分为三个独立的回路 即电源回路 输送回路和用户回路 在每个回路中 变压器的原线圈是回路的用电器 而相应的副线圈是下一个回路的电源 每个回路均可应用闭合电路欧姆定律 串并联电路的规律 而变压器的电压 电流 功率关系则是联系不同回路的桥梁 四远距离输电 解决远距离输电问题应注意下列几点 1 画出输电电路图 2 注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等 3 输电线长度等于距离的2倍 4 计算线路功率损失一般用p损 ir线 例6 海南高考 多选 一台发电机最大输出功率为4000kw 电压为4000v 经变压器t1升压后向远方输电 输电线路总电阻r 1k 到目的地经变压器t2降压 负载为多个正常发光的灯泡 220v60w 若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10 变压器t1和t2的损耗可忽略 发电机处于满负荷工作状态 则 a t1原 副线圈电流分别为103a和20ab t2原 副线圈电压分别为1 8 105v和220vc t1和t2的变压比分别为1 50和40 1d 有6 104盏灯泡 220v 60w 正常发光 abd 1 多选 图甲左侧的调压装置可视为理想变压器 负载电路中r 55 a v为理想想电流表和电压表 若原线圈接入如图所示的正弦交变电压 电压表的示数为110v 下列表述正确的是 a 电流表的示数为2ab 原 副线圈匝数比为1 2c 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100hz ac 2 如图所示 在铁芯上 下分别绕有匝数n1 800和n2 200的两个线圈 上线圈两端与u 51sin314tv的交流电源相连 将下线圈两端接交流电压表 则交流电压表的读数可能是 a 2 0vb 9 0vc 12 7vd 144 0v a d 4 如图所示 一理想变压器原 副线圈匝数之比为3 1 在原 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻 原线圈一侧接在电压为220v的正弦交流电源上 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比值为k 则 a 解析原线圈与电阻r串联 接在220v正弦交流电源上 有220v u1 i1r 副线圈回路中r两端电压u即为副线圈两端电压u i2r 根据理想变压器变压规律u1 u2 3 1 又由理想变压器变流规律得i1 i2 1 3 整理可得 220v i1r 3i1r 3 1 解得i1r 22v 因而u i2r 3i1r 66v 电阻消耗功率之比k ir ir 1 9 故选项a正确 答题送检 来自阅卷名师报告 答案 b 例2 2017 贵州贵阳检测 12分 收音机的变压器的初级线圈有1210匝 接在u1 220v的交流电源上 变压器有两个次级线圈 次级线圈 的匝数为35匝 次级线圈 的匝数是1925匝 如果不计变压器自身的能量损耗 当变压器工作时 线圈 的电流是0 3a时 初级线圈的电流i1 0 114a 求线圈 中的电流和输出电压 电流的计算结果保留三位有效数字 答题送检 来自阅卷名师报告 答案 0 0662a 6分 350v 6分 a ad