届高考物理变压器远距离输电复习2ppt课件

1、一、变压器原理一、变压器原理图图13132 21 11构造和原理构造和原理(如图如图1321所示所示)(1)主要构造：由主要构造：由 、 和和 组成组成(2)工作原理：电磁感应的工作原理：电磁感应的 现象现象2理想变压器的基本关系式理想变压器的基本关系式原线圈原线圈副线圈副线圈闭合铁芯闭合铁芯互感互感降压降压升压升压3互感器互感器(1)电压互感器，用来把电压互感器，用来把 电压变成电压变成 电压电压(2)电流互感器，用来把电流互感器，用来把 电流变成电流变成 电流电流高高低低大大小小特别提示：特别提示：(1)如果变压器没有漏磁和能量损失，这样的变压器是理想变如果变压器没有漏磁和能量损失，这样的

2、变压器是理想变压器压器(2)变压器只能改变交变电流的电流和电压，不能改变恒定电流的电流和变压器只能改变交变电流的电流和电压，不能改变恒定电流的电流和电压电压二、远距离输电二、远距离输电1电路损失电路损失(1)功率损失：设输电电流为功率损失：设输电电流为I，输电线的电阻为，输电线的电阻为R，则功率损失为，则功率损失为P .(2)电压损失：电压损失：U .减小功率损失和电压损失，都要求提高减小功率损失和电压损失，都要求提高 ，减小输电电流，减小输电电流IRI2R输电电压输电电压 2降低损耗的两个途径降低损耗的两个途径 (1)一个途径是减小输电线的一个途径是减小输电线的 由电由电下，为减小电阻，应当

3、用下，为减小电阻，应当用 的金属材料制造输电线此外，还要尽可的金属材料制造输电线此外，还要尽可能增加导线的能增加导线的 电阻电阻电阻率小电阻率小横截面积横截面积(2)另一个途径是减小输电导线中的另一个途径是减小输电导线中的 由由PIU可知，当输送功率一定可知，当输送功率一定时，提高时，提高 可以减小输电电流可以减小输电电流 3远距离高压输电远距离高压输电由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内由于发电机本身的输出电压不可能很高，所以采用高压输电时，在发电站内需用需用 升压到几百千伏后再向远距离送电，到达用电区再用升压到几百千伏后再向远距离送电，到达用电区再用 降降到所

4、需的电压到所需的电压电流电流电压电压升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器一、理想变压器及其原、副线圈基本量的关系一、理想变压器及其原、副线圈基本量的关系理想变理想变压器压器没有能量损失没有能量损失(铜损、铁损铜损、铁损)没有磁通量损失没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中磁通量全部集中在铁芯中)基本关基本关系系功率关功率关系系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率电压关电压关系系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关电流关系系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比多个副

5、线圈时，由输入功率和输出功率相只有一个副线圈时，电流和匝数成反比多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系等确定电流关系频率关频率关系系原、副线圈中电流的频率相等原、副线圈中电流的频率相等制约关制约关系系电压电压副线圈电压副线圈电压U2由原线圈电压由原线圈电压U1和匝数比决定和匝数比决定功率功率原线圈的输入功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率由副线圈的输出功率P2决定决定电流电流原线圈电流原线圈电流I1由副线圈电流由副线圈电流I2和匝数比决定和匝数比决定1.理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点，电流关系的理想变压器的应用中要注意副线圈和原线圈功率相等这个特点，电

6、流关系的推导应该以其为依据推导应该以其为依据2变压器的以上关系都是根据口字型的变压器推出的如果变压器不是变压器的以上关系都是根据口字型的变压器推出的如果变压器不是“口口”字型时，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关字型时，应根据变压器的原理及各线圈中磁通量的关系推导出各物理量的关系系1.(2010年福建厦门调研年福建厦门调研)对于理想变压器，下列说法中正确的是对于理想变压器，下列说法中正确的是()A原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流

7、增大而增大C原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零即时应用即时应用答案：答案：ABC二、理想变压器的动态分析二、理想变压器的动态分析1理想变压器的几个因果关系理想变压器的几个因果关系当理想变压器的匝数比不变时，如图当理想变压器的匝数比不变时，如图1322所示各量相互关系如下：所示各量相互关系如下：图图13132 22 2(1)输入电压输入电压U1决定输出电压决定输出电压U2，这是，这是论负载电阻论负载电阻R变化与否，变化与否，U2不会改变不会改变(2)输出电流输出电流

8、I2决定输入电流决定输入电流I1，在输入电压一定的情况下，输出，在输入电压一定的情况下，输出电压电压U2也被完全确定，当负载电阻也被完全确定，当负载电阻R增大时，增大时，I2减小，则减小，则I1相应减小；当相应减小；当负载电阻负载电阻R减小时，减小时，I2增大，则增大，则I1相应增大相应增大(3)输出功率输出功率P2决定输入功率决定输入功率P1，理想变压器的输入功率与输出功率相等，即，理想变压器的输入功率与输出功率相等，即P1P2，在输入，在输入电压电压U1一定的情况下，当负载电阻一定的情况下，当负载电阻R增大时，增大时，I2减小，则变压器输出功率减小，则变压器输出功率P2I2U2减小，输入功

9、率减小，输入功率P1也将相应减小；当负载电阻也将相应减小；当负载电阻R减小时，减小时，I2增大，变压器的输出功率增大，变压器的输出功率P2I2U2增大，则输入功率增大，则输入功率P1也将也将增大增大2动态分析问题的思路程序可表示为：动态分析问题的思路程序可表示为：2.(2008年高考天津理综卷年高考天津理综卷)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为设原线圈的电流为I1，输入功率为，输入功率为P1，副，副线圈的电流为线圈的电流为I2，输出功率为，输出功率为P2.当

10、当R增大时增大时()AI1减小，减小，P1增大增大 BI1减小，减小，P1减小减小CI2增大，增大，P2减小减小 DI2增大，增大，P2增大增大即时应用即时应用解析：解析：选选B.当副线圈接的可调电阻当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器输出功增大时，变压器输出功率率P2减小，导致变压器输入功率减小，导致变压器输入功率P1减小，原线圈中电流减小，原线圈中电流I1减小，所减小，所以正确选项是以正确选项是B.三、关于高压输电问题的分析三、关于高压输电问题的分析1对高压输电问题，应按对高压输电问题，应按“发电机发电机升压变压器升压变压器远距离输电线远距离输电线降压变压器降压变压器用电器用电器”这样的顺

11、序进行分析，或从这样的顺序进行分析，或从“用电器用电器”倒推到倒推到“发电机发电机”一步一步进行分析一步一步进行分析2高压输电既能减少功率损失，也能减少电压损失，但在实际高压输电时，也并非输电电高压输电既能减少功率损失，也能减少电压损失，但在实际高压输电时，也并非输电电压越高越好，还需考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压压越高越好，还需考虑各种因素，依照不同的情况选择合适的输电电压3远距离高压输电的几个基本关系远距离高压输电的几个基本关系(以图以图1323为例为例)：(1)功率关系：功率关系：P1P2，P3P4，P2P损损P3U2UU3，I2I3I线线3.(2009年高考山东理综卷年

12、高考山东理综卷)某小型水电站的电能输送示意图如图某小型水电站的电能输送示意图如图1324所示，发电机的输所示，发电机的输出电压为出电压为200 V，输电线总电阻为，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝，降压变压器原副线圈匝数分别为数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器变压器均为理想变压器)要使额定电压为要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则的用电器正常工作，则()即时应用即时应用图图13132 24 4C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大

13、于降压变压器的输入功率升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：解析：选选AD.由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常考虑到输电线上也有电功率的损失，可知考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D也正确也正确如图如图13132 25 5所示，理想变压器原副线圈匝数之比为所示，理想变压器原副线圈匝数之比为4141，原线圈接入一电压为，原线圈接入一电压

14、为U UU U0 0sinsintt的的交变电流源，副线圈接一交变电流源，副线圈接一题型一题型一 理想变压器基本公式的应用理想变压器基本公式的应用例例1100 rad/s，则下述结论正确的是，则下述结论正确的是()【答案答案】C【规律总结规律总结】电压表、电流表的读数均为交变电流的有效值，变压电压表、电流表的读数均为交变电流的有效值，变压器原副线圈上的电压、电流之比与其匝数有关，输入电压决定输出电压，输器原副线圈上的电压、电流之比与其匝数有关，输入电压决定输出电压，输出电流、输出功率决定输入电流、输入功率出电流、输出功率决定输入电流、输入功率(2010年安徽省级示范高中联考年安徽省级示范高中联

15、考)理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头以通过触头Q调节，在副线圈输出端连接了定值电阻调节，在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为，在原线圈上加一电压为U的的交变电流交变电流(如图如图1326所示所示)则以下说法正确的是则以下说法正确的是()A若若Q位置不变，将位置不变，将P向上滑动，向上滑动，U变大变大B若若Q位置不变，将位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变大向上滑动，电流表的读数变大C若若P位置不变，将位置不变，将Q向上滑动，电向上滑动，电流表的读数变大流表的读数变大D

16、若若P位置不变，将位置不变，将Q向上滑动，变压器的输入功率不变向上滑动，变压器的输入功率不变题型二题型二 理想变压器的动态分析问题理想变压器的动态分析问题例例2【解析解析】若若Q位置不变，则匝数比不变，位置不变，则匝数比不变，A错误；将错误；将P向向上滑动，副线圈消耗功率减小，输入功率减小，电流表的读数变上滑动，副线圈消耗功率减小，输入功率减小，电流表的读数变小，小，B错误；错误；P位置不变，将位置不变，将Q向上滑动，匝数比变化，副线圈电压向上滑动，匝数比变化，副线圈电压增加，消耗功率增加，输入功率增加，电流表的读数变大，增加，消耗功率增加，输入功率增加，电流表的读数变大，C正正确，确，D错误错误【答案答案】C题型三题型三 远距离高压输电远距离高压输电例例3(2008年高考上海卷年高考上海卷)某小型实验水电站输出功率是某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是，输电线路总电阻是6 .(1)若采用若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率；输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用若改用5000 V高压输电，用户端利用高压输电，用户端利用n1 n222 1的变压器降压，求用户得到的电压的变压器降压，求用户得到的电压【思路点拨思路点拨】解答本题时，可按以下步骤进行：解答本题时，可按以下步骤进行：(1)由由PUI求得