10.2 变压器 电能的输送

10.2 变压器 电能的输送
知识梳理 一、变压器 1、变压器的原理
变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的 、 在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生 ，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流． 是变压器工作的基础．
2、理想变压器的变压、变流规律和功率关系： ⑴、变压规律：
⑵、变流规律：
⑶、功率关系：
思考：变压器能否改变恒定电流的电压？能否改变交流电的频率？
3、简述理想变压器各种物理量的决定关系。

二、电功率损失和电压损失
1、⑴功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。

出现功率损失。

△P= 。

⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R 上消耗部分电压。

△U= 。

2、减少功率损失和电压损失的方法：
⑴、减小输送电路的 ⑵、减小输送电路的 三、高压输电网络及各物理量间关系： 1、高压输电的原理：
由输送功率P ＝UI ，其中U 为 ，I 为 ，因而可以提高 ，以减小 ，则线路上的损耗P 损＝I 2R 可大幅度减小，这是行之有效的办法．
2、远距离输电线路图及常用分析公式： ⑴、输电电流：I 2= ⑵、输电导线损失的电功率： P 损=
I 1
U 1
n 1
升压变压器 降压变压器
U 1
~ n 1
I 1
⑶、输电导线损失的电压：U 损= 典型例题：
【例1】如图所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R ＝55 Ω，、为理想电流表和理想电压表，若原线圈接入如右图所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V ，下列表述正确的是( ) A ．电流表的示数为2 A
B ．原、副线圈匝数比为1∶2
C ．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100 Hz
【例2】如图所示，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab 和cd 的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S 闭合时( )
A ．交流电压表V 2和V 3的示数一定都变小
B ．交流电压表V 3的示数变小
C ．交流电流表A 1、A 2和A 3的示数一定变大
D ．只有A 1的示数变大
【例3】某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW ，现用500 kV 的电压输电，则下列说法正确的是( ) A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 A B ．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV
C ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW
D ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电 随堂检测：
1、(2011·山东)为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，如图，甲为调压变压器示意图．保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是( )
A ．u 1＝1902sin (50πt) V
B ．u 2＝1902sin (100πt) V
C ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移
D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移
2、(2010·江苏单科·7)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )
A ．升压变压器的输出电压增大
B ．降压变压器的输出电压增大
R
C ．输电线上损耗的功率增大
D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
3.、(2008·山东)图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。

下列说法正确的是
A.图l 表示交流电，图2表示直流电
B.两种电压的有效值相等
C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311 sinl00πtV
D.图1所示电压经匝数比为10：l 的变压器变压后，
频率变为原来的10
1
4、如图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图， 以下说法正确的是：( ) A 、线圈匝数N 1 ＜N 2 ，N 3 ＜N 4 B 、线圈匝数N 1 ＞N 2 ，N 3 ＜N 4
C 、甲图中的电表是电压表，乙图 中的电表是电流表
D 、甲图中的电表是电流表，乙图中的电表是电压表
5、如图所示为一理想变压器的电路图，图中S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器R 的滑片，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1为原线圈中的电流，则下列说法中正确的是（ ） A 、若保持U 1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I 1将增大；
B 、若保持U 1及P 的位置不变，S 由b 合到a 时，R 消耗的功率将增大；
C 、若保持U 1不变，S 接在a 处，使P 向上滑时，I 1将增大；
D 、若保持P 的位置不变，S 接在a 处，使U 1增大时，I 1将增大。

6、图为远距离高压输电的示意图。

关于远距离输电，下列表述正确的是 （ ） A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C ．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小
D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
7、如图所示，一理想变压器的初、次级线圈的匝数比为3：1，次级接三个相同的灯泡，均能正常发光，今若在初级线圈接一相同的灯泡L 后，三个灯泡仍正常发光，则（ ） A 、灯L 也能正常发光； B 、灯L 比另外三个等都暗； C 、灯L 将会被烧坏；
D 、不能确定。

8、[2013·苏州调研]如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2，
副线圈电路中接有灯泡，
灯泡的额定电压为
220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现
闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( ) A. U ＝110 V ，I ＝0.2 A B. U ＝110 V ，I ＝0.05 A C. U ＝110 2 V ，I ＝0.2 A D. U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A
9、[2013·陕西五校联考]某理想变压器的原、副线圈按如图所示电路连接，图中电表均为理想交流电表，且R 1＝R 2，电键S 原来闭合．现将S 断开，则电压表的示数U 、电流表的示数I 、电阻R 1上的功率P 1、变压器原线圈的输入功率P 的变化
情况分别是( ) A ．U 增大 B.I 增大
C ．P 1减小
D ．P 增大
10.(2012山东）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。

转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为1n 、2n 。

V 为交流电压表。

当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。

以下判断正确的是（ ） A ．电压表的示数等于5V
B
C ．实现点火的条件是
2
1
1000n n > D ．实现点火的条件是
2
1
1000n n <
11、一台发电机输出的电功率为100kw ，输出电压为250v ，先欲向远处输电，若输电线总电阻为8Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%，要向用户输送200v 电压，求：
（1）、试画出这次输电线路的示意图；
（2）、输电所需升压变压器和降压变压器的原副线圈的匝数之比分别是多少？ （3）、用户得到的电功率是多少。