第二講變壓器遠(yuǎn)距離輸電1知道變壓器的原理、電壓比、電流比，能用公式進(jìn)行分析和計(jì)算2了解電能的輸送一、變壓器1變壓器的構(gòu)造變壓器是由 和繞在鐵芯上的兩個(gè) 組成的，如圖所示鐵芯鐵芯線圈線圈(1)原線圈：與 連接的線圈，也叫 線圈(2)副線圈：與 連接的線圈，也叫 線圈2工作原理(1)電流通過原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā) ，由于電流的 、 在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷變化(2)變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生 ，所以盡管兩個(gè)線圈之間絕緣，副線圈也能夠輸出電流(3) 是變壓器工作的基礎(chǔ)交流電源交流電源初級初級次級次級負(fù)載負(fù)載磁場磁場大小大小方向方向感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象3理想變壓器不考慮銅損(線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱)、鐵損(渦流產(chǎn)生的焦耳熱)和漏磁的變壓器，即它的輸入功率和 相等輸出功率輸出功率P入入P出出 U2I2U3I3UnIn 1.對于理想變壓器，電壓與匝數(shù)成正比和電流與匝數(shù)成反比在任何情況下都成立嗎？5互感器(1)電壓互感器：用來把高電壓變成低電壓，如圖甲所示(2)電流互感器：用來把大電流變成小電流，如圖乙所示(1)變壓器不能改變直流電壓(2)細(xì)線繞制的線圈為高壓線圈，粗線繞制的線圈為低壓線圈(3)U1與n1、n2共同確定U2，I2與n1、n2共同確定I1，P出確定P入I2R線線 電阻率電阻率 橫截面積橫截面積 輸電電壓輸電電壓 P損損P用戶用戶 2.采用高壓輸電之后導(dǎo)線中的電流為什么減?。窟@與部分電路歐姆定律是否相矛盾？提示：在輸電時(shí)，輸送功率是一定的，其功率PUI，所以在輸電功率一定的情況下，電壓越高，電流越小這一關(guān)系與部分電路歐姆定律并不矛盾，這是由于：(1)輸電的整個(gè)線路并不是純電阻電路，部分電路歐姆定律的適用條件是純電阻電路；(2)輸電的電壓并非全部加在了輸電導(dǎo)線上，而主要是加在下一級的變壓器的初級線圈上 一、理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系基本基本關(guān)系關(guān)系功率功率關(guān)系關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率電壓電壓關(guān)系關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載情況、副線圈原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載情況、副線圈個(gè)數(shù)的多少無關(guān)個(gè)數(shù)的多少無關(guān)電流電流關(guān)系關(guān)系只有一個(gè)副線圈，電流和匝數(shù)成反比；多個(gè)副線圈，由只有一個(gè)副線圈，電流和匝數(shù)成反比；多個(gè)副線圈，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系頻率頻率關(guān)系關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等原、副線圈中電流的頻率相等制約制約關(guān)系關(guān)系電壓電壓副線圈的電壓副線圈的電壓U2由原線圈的電壓由原線圈的電壓U1和匝數(shù)比決定和匝數(shù)比決定功率功率原線圈的輸入功率原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率由副線圈的輸出功率P2決定決定電流電流原線圈的電流原線圈的電流I1由副線圈的電流由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定和匝數(shù)比決定友情提示：只有一個(gè)副線圈的變壓器，電流與匝數(shù)成反比，多個(gè)副線圈的變壓器沒有這種關(guān)系. 答案：AB1如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20 1，R110 ，R220 ，電容器電容C100F.已知電阻R1兩端的正弦交流電壓如圖乙所示，則()A原線圈輸入電壓的最大值為400 VB交流電的頻率為100 HzC電容器所帶電荷量恒為2103CD電阻R1消耗的電功率為20 W答案：AD二、理想變壓器動態(tài)問題分析如圖所示，當(dāng)理想變壓器的匝數(shù)比不變時(shí)，理想變壓器的動態(tài)變化分析如下： 如圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖變壓器的輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會有很大的波動，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶輸電線的電阻用R0表示，滑動變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當(dāng)滑動變阻器滑片P向下移動時(shí)，下列說法不正確的是A相當(dāng)于在增加用電器的數(shù)目BA1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大CV1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大D變壓器的輸入功率增大【錯(cuò)源探究】對變壓器各物理量的決定因素不明確而導(dǎo)致錯(cuò)誤【錯(cuò)因分析】錯(cuò)解1：不清楚滑動變阻器阻值變化與負(fù)載的關(guān)系，認(rèn)為R減小負(fù)載減小，即用電器的數(shù)目減少，錯(cuò)選A.錯(cuò)解2：不清楚變壓器電流、電壓的因果關(guān)系，認(rèn)為由輸入決定輸出，所謂的“送多少用多少”，則錯(cuò)選B而漏選C.【正確解答】當(dāng)滑動變阻器滑片P向下移動時(shí)，用電器的總電阻減小，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加，同時(shí)變壓器的輸入功率增大，A、D對；電網(wǎng)供電是“用多少供多少”，輸出電流增大則輸入電流增大，B正確；但變壓器的輸出電壓則由輸入電壓決定，當(dāng)輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時(shí)，輸出電壓一定，C錯(cuò)2. 如圖所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則()A保持U1及P的位置不變，S由a合到b時(shí)，I1將增大B保持P的位置及U1不變，S由b到a時(shí)，R消耗的功率減小C保持U1不變，S合在a處，使P上滑，I1將增大D保持P的位置不變，S合在a處，使U1增大，I1將增大答案：ABD三、遠(yuǎn)距離輸電問題分析1對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)升壓變壓器遠(yuǎn)距離輸電線降壓變壓器用電器”這樣的順序，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”一步一步進(jìn)行分析2遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例)： 某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9 kW，輸出電壓為500 V，輸電線的總電阻為10 ，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%，求：(1)村民的村辦小企業(yè)需要220 V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民的村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？【思維點(diǎn)撥】建立如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電模型，要求變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線圈兩端的電壓之比本題可以線路上損耗的功率為突破口，先求出輸電線上的電流I線，再根據(jù)輸出功率求出U2，然后再求出U3.【方法歸納】(1)處理遠(yuǎn)距離輸電問題，關(guān)鍵是正確建立輸電的流程圖，透徹理解題意，從“輸電線”開始，或者從“發(fā)電”或者從“用戶”開始，把握好各物理量之間的相互關(guān)系，依次解決即可(2)抓住輸電線的兩端電源和用電器；分析一條線輸電線；研究兩次電壓變換升壓和降壓 如圖所示，三個(gè)燈泡是相同的，額定功率足夠大，直流電源E1內(nèi)阻可以忽略，交流電源E2電動勢的有效值與E1相等，自感線圈電阻不計(jì)當(dāng)開關(guān)S接到接點(diǎn)A時(shí)，三燈亮度相同，當(dāng)開關(guān)S接到接點(diǎn)B時(shí)A甲、乙、丙三燈亮度相同B甲燈最亮，丙燈不亮C甲燈和乙燈等亮，丙燈不亮D乙燈最亮，丙燈不亮解析：當(dāng)開關(guān)S接到A點(diǎn)時(shí)，三個(gè)相同的燈泡亮度相同，說明通過三個(gè)燈泡的電流大小相等，三個(gè)支路對所加頻率的交流電的阻礙作用相同當(dāng)開關(guān)S接B點(diǎn)時(shí)，由于所加的是直流電，含電阻支路的阻礙作用不變，含電感線圈支路的阻礙作用減小(線圈有“阻交流，通直流”的作用)，含電容支路的阻礙作用變?yōu)闊o窮大(電容有“通交流，隔直流”的作用)所以甲燈亮度不變，乙燈變亮，丙燈不亮答案：D (2012臨沂抽考)如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，L1、L2是“8 V,10 W”的燈泡，L3、L4是“6 V，12 W”的燈泡，當(dāng)變壓器的輸入電壓為U1220 V時(shí)，四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光，如果原線圈的匝數(shù)n11 100匝，求： (1)副線圈n2、n3的匝數(shù)(2)電流表的讀數(shù)