第第2講變壓器遠(yuǎn)距離輸電講變壓器遠(yuǎn)距離輸電 1. 了解變壓器的構(gòu)造和原理 2. 能熟練運(yùn)用電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系進(jìn)行有關(guān)計(jì)算 3. 了解感抗和容抗的概念 4. 會(huì)分析計(jì)算遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題 1. 變壓器的構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由_和繞在鐵芯上的_組成的 (1) 原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫_線圈 (2) 副線圈：與_連接的線圈，也叫_線圈閉合鐵芯閉合鐵芯兩個(gè)線圈兩個(gè)線圈初級(jí)初級(jí) 負(fù)載負(fù)載次級(jí)次級(jí) 2. 變壓器的原理：電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的_、_在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生_，所以盡管兩個(gè)線圈之間沒(méi)有導(dǎo)線相連，副線圈也能夠輸出電流_是變壓器工作的基礎(chǔ) 3. 理想變壓器：沒(méi)有_的變壓器，即_功率等于_功率大小大小方向方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象能量損失能量損失輸入輸入輸出輸出P入入P出出 U2I2U3I3UnIn 5. 電感和電容對(duì)交變電流的阻礙作用可概括為：電感是_、_，_、_；電容是_、_，_、_. 6. 遠(yuǎn)距離輸電 (1) 根據(jù)P損_，降低輸電損耗有兩種方法： 減小輸電線的電阻 減小輸電線中的電流：在輸送功率一定的情況下，根據(jù)PUI，要減小電流，必須提高_(dá). 通直流通直流阻交流阻交流通低頻通低頻阻高頻阻高頻通交流通交流隔直流隔直流通高頻通高頻阻低頻阻低頻I2R線線輸電電壓輸電電壓 1. 理想變壓器的構(gòu)造、原理及特征 構(gòu)造：兩組線圈(原、副線圈)繞在同一個(gè)閉合鐵芯上構(gòu)成，如圖所示 原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 特征：正因?yàn)槭抢秒姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象來(lái)工作的，所以變壓器只能使用交流電壓理想變壓器理想變壓器 典題演示1(多選)(2016新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡L1和L2.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光下列說(shuō)法中正確的是() A. 原、副線圈匝數(shù)比為9 1 B. 原、副線圈匝數(shù)比為1 9 C. 此時(shí)L1和L2的電功率之比為9 1 D. 此時(shí)L1和L2的電功率之比為1 9AD 【解析】 設(shè)燈泡的額定電壓為U0，則輸入電壓U10U0，由于兩燈泡均正常發(fā)光，故原線圈兩端的電壓U1UU09U0，副線圈兩端的電壓U2U0，所以原、副線圈的匝數(shù)比n1n2U1U291，A正確，B錯(cuò)誤；原、副線圈的電流之比I1I2n2n119，由電功率PUI可知，L1和L2的電功率之比為19，C錯(cuò)誤，D正確B 理想變壓器原、副線圈的制約關(guān)系和動(dòng)態(tài)理想變壓器原、副線圈的制約關(guān)系和動(dòng)態(tài) 2. 動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析的思路可表示為： 典題演示3(2016天津卷)如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表下列說(shuō)法中正確的是() A. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大 B. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大 C. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大 D. 若閉合開(kāi)關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大B 【解析】 滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，總電阻也變大，而副線圈兩端的電壓沒(méi)有變化，所以干路中的電流減小，R1消耗的功率變小，A錯(cuò)誤；干路中的電流變小，R1兩端的電壓變小，并聯(lián)電路的電壓變大，即電壓表V示數(shù)變大，B正確；由于變壓器副線圈干路中的電流變小，所以原線圈中的電流變小，即電流表A1的示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)S后，并聯(lián)電路的阻值變小，總電阻也變小，干路中的電流變大，R1兩端的電壓變大，并聯(lián)電路的電壓變小，通過(guò)R2的電流變小，即電流表A2示數(shù)變小，因變壓器的功率變大，故電流表A1示數(shù)變大，D錯(cuò)誤BD 遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，由于輸電線路上存在電阻，根據(jù)電流熱效應(yīng)QI2Rt，總有一部分電能損失在輸電線路上減少線路上的電能損失，有兩種方法：一是減小導(dǎo)線上的電阻；二是減小輸電線上通過(guò)的電流 根據(jù)PUI可知，通過(guò)減小輸電線的電流，可減少輸電線的能量損失，即采用高壓輸電，這是減少線路電能損失的有效方法(如圖)遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電C 典題演示6發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 ，如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1 10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10 1的降壓變壓器降壓供給用戶 (1) 求用戶得到的電壓和功率 【答案】 219.6V43.92kW (2) 若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓 【答案】180V36kW 【解析】 該題是輸電線路的分析和計(jì)算問(wèn)題，結(jié)合電路結(jié)構(gòu)和輸電過(guò)程中的電壓關(guān)系和電流關(guān)系可解此題線路圖如圖所示D 【解析】 電壓表讀數(shù)有效值為10V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電流表讀數(shù)為有效值1A，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電阻R消耗的功率為PI2R，代入電流有效值計(jì)算得10W，C項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器的輸出功率即為電阻R消耗的功率，D項(xiàng)正確 2. (2016四川卷)如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則() A. 小燈泡變亮 B. 小燈泡變暗 C. 原、副線圈兩端電壓的比值不變 D. 通過(guò)原、副線圈電流的比值不變B 3. (2016江蘇卷)一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中() A. U2U1，U2降低 B. U2U1，U2升高 C. U2U1，U2降低 D. U2U2.將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到N點(diǎn)，副線圈匝數(shù)變少，U2降低，C項(xiàng)正確 4. (多選)(2016鹽城中學(xué))如圖所示，在遠(yuǎn)距離輸電電路中，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電電線的電阻均不變，變壓器、電表均為理想化的若發(fā)電廠的輸出功率減小，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A. 電壓表V1示數(shù)減小，電流表A1減小 B. 電壓表V2示數(shù)增大，電流表A2減小 C. 輸電線上損耗功率增大 D. 用戶總功率與發(fā)電廠的輸出功率的比值增大 BD BC 6. 某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20kW，輸電線路總電阻是6. (1) 若采用380V的電壓輸電，求輸電線路損耗的功率 【答案】 16.62kW (2) 若改用5000V的高壓輸電，用戶端利用n1 n222 1 的變壓器降壓，求用戶得到的電壓 【答案】 226.18V