微型專題5變壓器的動態(tài)分析遠距離輸電,第3章電能的輸送與變壓器,內(nèi)容索引,知識探究 新知探究 點點落實,達標檢測 當堂檢測 鞏固反饋,知識探究,1.電壓、電流、功率的制約關(guān)系,一、理想變壓器的動態(tài)分析,(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減??；P出為0，P入為0. (3)電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比 一定，且輸入電壓U1確定時，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1 .,2.對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況： (1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是RI2P出P入I1. (2)負載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是n1、n2U2I2P出P入I1.,例1(多選)如圖1所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭.在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則,圖1,A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小,答案,解析,針對訓(xùn)練1如圖2所示，用一理想變壓器給負載供電，變壓器輸入端的電壓不變，開始時開關(guān)S是斷開的.現(xiàn)將開關(guān)S閉合，則圖中所有交流電表的示數(shù)以及輸入功率的變化情況是,圖2,A.V1、V2的示數(shù)不變，A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小，P入增大 B.V1、V2的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)增大，P入增大 C.V1、V2的示數(shù)不變，A1、A2的示數(shù)減小，P入減小 D.V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)增大，A1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)增大，P入減小,答案,解析,解析電壓表V1的示數(shù)由輸入電壓決定；電壓表V2的示數(shù)由輸入電壓U1(大 小等于電壓表V1的示數(shù))和匝數(shù)比 決定；電流表A2的示數(shù)即I2由輸出電壓 U2(大小等于電壓表V2的示數(shù))和負載電阻R負決定；電流表A1的示數(shù)即I1由 變壓器的匝數(shù)比和輸出電流I2決定；P入隨P出而變化，由P出決定.因輸入電壓不變，所以電壓表V1的示數(shù)不變；據(jù)公式U2，可知U2也不變，即電壓表V2的示數(shù)不變；又據(jù)I2 知，S閉合后R負減小，故I2增大，電流 表A2的示數(shù)增大；輸入電流I1隨輸出電流I2的增大而增大，故電流表A1的示數(shù)增大；因P出U2I2，故P出增大；P入隨P出變化，故P入也增大；可見本題的正確選項為B.,解決遠距離輸電問題時，需要畫輸電的電路圖，理清三個回路，抓住兩個聯(lián)系，掌握一個定律. 1.畫圖、理清三個回路(如圖3所示),二、遠距離高壓輸電問題,圖3,2.抓住兩個聯(lián)系 (1)理想升壓變壓器聯(lián)系回路1和回路2,(2)理想降壓變壓器聯(lián)系回路2和回路3,3.掌握一個定律 根據(jù)能量守恒定律得P2PP3.,例2如圖4所示，發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶(升壓變壓器和降壓變壓器都可視為理想變壓器)，若發(fā)電機的輸出功率是100 kW，輸出電壓是250 V，升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為125.,圖4,(1)求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流；,答案6 250 V16 A,答案,解析,(2)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%，求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈兩端的電壓.,答案15.625 6 000 V,答案,解析,因為UU2U3I2R線 所以U3U2I2R線6 000 V.,針對訓(xùn)練2(多選)如圖5為遠距離輸電示意圖，發(fā)電機的輸出電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1n2n4n3.當用戶用電器的總電阻減小時,A.U1U2U4U3 B.用戶的電壓U4增加 C.輸電線上的損失功率增大 D.用戶消耗的功率等于發(fā)電機的輸出功率,答案,解析,圖5,用戶用電器總電阻減小，則電流增大，所以輸電線上的電流增大，根據(jù)P損I2r知，輸電線上損耗的功率增大，根據(jù)UIr知，輸電線上的電壓損失變大，發(fā)電機的輸出電壓不變，則升壓變壓器的輸出電壓不變，降壓變壓器的輸入電壓變小，用戶的電壓U4減小，故B錯誤，C正確. 用戶消耗的功率等于發(fā)電機的輸出功率與輸電線上損失的功率之差，故D錯誤.,達標檢測,1.(理想變壓器動態(tài)分析)(多選)如圖6所示，某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端電壓為一最大值不變的正弦交流電，在其他條件不變的情況下，為了使變壓器輸入功率增大，可使 A.原線圈匝數(shù)n1增加 B.副線圈匝數(shù)n2增加 C.負載電阻R的阻值增大 D.負載電阻R的阻值減小,答案,1,2,3,圖6,解析,1,2,3,分析可得選項B、D正確.,2.(理想變壓器動態(tài)分析)(多選)如圖7所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是 A.P向下滑動時，燈L變亮 B.P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變 C.P向上滑動時，變壓器的輸入電流變小 D.P向上滑動時，變壓器的輸出功率變大,答案,圖7,1,2,3,解析,解析由于理想變壓器輸入電壓U1不變，原、副線圈匝數(shù)不變，所以輸出電壓U2也不變，燈L的亮度不隨P的滑動而改變，故選項A錯誤，選項B正確.,1,2,3,3.(遠距離高壓輸電問題)風力發(fā)電作為新型環(huán)保能源，近年來得到了快速發(fā)展，如圖8所示的風車陣中發(fā)電機輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線總電阻為10 .若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%. (1)畫出此輸電線路的示意圖；,1,2,3,圖8,答案,解析,答案見解析圖,解析如圖所示,(2)求用戶得到的電功率；,1,2,3,答案,解析,答案96 kW,解析輸電線損失的功率P損P4%100 kW4%4 kW. 用戶得到的電功率P用PP損96 kW.,(3)求在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.,1,2,3,答案,解析,答案12024011,升壓變壓器輸出電壓,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比：,電壓損失U損I2R線2010 V200 V. 降壓變壓器原線圈兩端電壓U3U2U損4 800 V. 降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比,1,2,3,